ID: 00002780
Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, который изображен на рисунке в переменных U-p, где U — внутренняя энергия газа, р — его давление. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1-2 и 2-3.
Источник: ФИПИ
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа зависит только от температуры: U = \dfrac{3}{2}\nu R T.
Процесс 1–2: внутренняя энергия не меняется (\Delta U = 0), значит температура постоянна — процесс изотермический. Давление падает, поэтому по закону Бойля — Мариотта объём растёт, и газ совершает положительную работу A \gt 0. По первому закону термодинамики Q_{12} = \Delta U + A = A \gt 0 — газ получает теплоту.
Процесс 2–3: давление постоянно (изобарный процесс), а внутренняя энергия растёт, значит растёт и температура; по закону Гей-Люссака объём увеличивается, газ расширяется и совершает положительную работу A \gt 0. Тогда Q_{23} = \Delta U + A \gt 0 — газ тоже получает теплоту.