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.