Egy kölcsönhatásban a gáz 5000 J hőt vesz fel miközben 2000 J munkát végez. Mennyivel változik a belső energiája? Milyen speciális állapotváltozás lehet ez?

A gáz akkor végez munkát, amikor térfogata változik. Erre jó szemléltető eszköz egy dugattyúval ellátott henger.A példából kiindulva az állapotváltozás két fázisra tagolható.

Első fázisban a közölt Q=5000J hőből W=2000J munkavégzésre emésztődik.Ekkor izobár állapotváltozás megy végbe W=p0*(V1-V0)=2000J.(nyomás állandó,térfogat és hőfok változik)

A második fázisban a dugattyú valaminek okán leblokkol, tehát a térfogat továbbá nem nagyobbodik, munkavégzés nincs, viszont további hőenergiát viszünk a rendszerbe, növelve annak deltaU belső energiáját.Most izochor állapotváltozás történik (a térfogat állandó,nyomás és hőfok változik).

A Q1 többletenergia a Q közölt energia és a munkavégzésre használt W energia különbözete ami 3000J

Eleget téve a termodinamika első feltételének deltaU=Q-W, deltaU=5000-2000=3000J.

A másodikra a válaszom: Csak annyi hőt adhat ki a rendszer magából, amennyit hőt tartalmaz a környezetéhez viszonyítva.Ez esetben 3000J. deltaU=Q-Q1-W.