Количество теплоты в процессах
Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, который изображён на рисунке в переменных $U$–$p$, где $U$ — внутренняя энергия газа, $p$ — его давление. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, определите, получает ли газ положительное количество теплоты или отдаёт его в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните.
График процесса в координатах $U$–$p$. Саму картинку ещё готовим — у остальных задач темы она на месте.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, который изображён на рисунке в переменных U–p, где U – внутренняя энергия газа, p – его давление. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, определите, получает ли газ положительное количество теплоты или отдаёт его в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Как связаны внутренняя энергия одноатомного идеального газа и его температура? Как выразить объём газа через $U$ и $p$?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте первый закон термодинамики: $Q = \Delta U + A$, где $A$ — работа газа. На участке 1–2 внутренняя энергия постоянна, а на участке 2–3 отношение $U/p$ постоянно.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
В процессе 1–2 температура постоянна, давление растёт, поэтому объём уменьшается и газ совершает отрицательную работу: $Q_{1-2}<0$. В процессе 2–3 объём постоянен, поэтому $A_{2-3}=0$, а внутренняя энергия увеличивается: $Q_{2-3}=\Delta U_{2-3}>0$.