Решение: Участок изотермического сжатия газа
На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа. На каком участке работа внешних сил над газом положительна и равна отданному газом количеству теплоты?
Решение по шагам
4 шагаРабота внешних сил над газом положительна при уменьшении объёма газа, то есть при сжатии.
Запишем первый закон термодинамики в форме $\Delta U = Q + A_{\text{внеш}}$. По условию работа внешних сил равна отданному газом количеству теплоты: $A_{\text{внеш}} = -Q$.
Следовательно, $\Delta U = 0$. Для идеального газа это означает постоянную температуру, поэтому требуется участок изотермического сжатия.
На представленном цикле изотермическому сжатию соответствует участок 4.
Где здесь ошибаются
Путать работу газа с работой внешних сил: при сжатии работа внешних сил положительна.
Забывать, что отданное газом количество теплоты имеет отрицательный знак в уравнении первого закона термодинамики.
Выбирать любой участок сжатия, не проверяя условие постоянства температуры.