Question

Происходит ли изменение внутренней энергии газа при его расширении?

Answer 1

Зависит от условий, при которых происходит расширение.

Внутренняя энергия газа определяется его температурой. Так что если расширение происходит "само", без подвода тепла извне, то оно происходит за счёт внутренней энергии газа. А значит, он совершает работу и тем самым охлаждается. Пример - работа бензинового двигателя внутреннего сгорания, где рабочее тело расширяется и толкает поршень, при этом температура его падает. Если же расширение есть результат подвода тепла и температура не меняется (изотермический процесс), то нет и изменения внутренней энергии.

Answer 2

При процессе расширения внутренняя энергия газа изменяется, а именно уменьшается.

Причина этого в том, что газ производит работу против внешних сил и соответственно отдает энергию, т.е происходит процесс изменения внутренней энергии газа.