Dane:

$Q=10^3\mathrm{J}$

$\Delta U=-10^5\mathrm{J}$

Szukane:

$W=?$

$W_{gaz}=?$

Rozwiązanie:

Pierwsza zasady termodynamiki mówi nam, że zmiana energii wewnętrznej układu termodynamicznego jest równa sumie pracy wykonanej nad układem przez siły zewnętrzne i ciepła wymienionego z otoczeniem:

$\Delta U=W+Q$

gdzie:

$\Delta U$ - zmiana energii wewnętrznej układu,

$W$ - praca wykonana nad układem przez siły zewnętrzne,

$Q$ - ciepło dostarczone do ciała (pobrane z otoczenia przez układ).

Wyznaczamy wyrażenie na pracę wykonaną przez siłę zewnętrzną:

$\Delta U=W+Q|-Q$

$W=\Delta U-Q$   

Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

$W=-{10}^5\text{J}-{10}^3\text{J}=-100000\text{J}-1000\text{J}=$  

$=-101000\text{J}=-1,01\cdot {10}^5\text{J}$

Praca wykonana przez gaz jest przeciwna do pracy siły zewnętrznej zatem:

$W_{gaz}=-W$  

gdzie:

$W_{gaz}$ - praca wykonana przez gaz.

Zatem:

$W_{gaz}=1,01\cdot {10}^5\text{J}$

Odpowiedź: Praca wykonana przez siłę zewnętrzną wynosi -1,01∙10⁵ J, a praca wykonana przez gaz 1,01∙10⁵ J.