Решение: Работа газа в цикле
На рисунке показан циклический процесс изменения состояния постоянной массы одноатомного идеального газа ($V$ — объём газа, $T$ — его абсолютная температура). Цикл изображён на диаграмме $V$–$T$: участок 1 направлен вправо, участок 2 — вниз, участок 3 — влево, участок 4 — вверх. На каком из участков процесса работа газа положительна и равна полученному газом количеству теплоты?
Решение по шагам
3 шагаРабота газа положительна на участке, где объём увеличивается. На диаграмме $V$–$T$ это участок 4, направленный вверх.
$$A>0$$Участок 4 является изотермическим: температура постоянна. Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры, поэтому $\Delta U=0$.
$$\Delta U=0$$По первому закону термодинамики $Q=\Delta U+A$. Следовательно, на участке 4 количество теплоты равно работе газа.
$$Q=\Delta U+A=A$$Где здесь ошибаются
Выбрать участок 1, поскольку на нём температура увеличивается, хотя объём там постоянен.
Забыть, что на диаграмме $V$–$T$ вертикальный участок соответствует постоянной температуре.
Считать, что равенство $Q=A$ возможно на любом участке цикла, не учитывая условие $\Delta U=0$.