Термодинамика — Задание 23 ЕГЭ по физике №00003248

Аргон — одноатомный газ. К нему подвели тепло, и при постоянном давлении он расширился. По первому закону термодинамики подведённое тепло идёт и на работу газа, и на рост внутренней энергии. Для изобарного процесса обе части удобно выразить через произведение давления на изменение объёма.

Запишем первый закон термодинамики. $Q=\Delta U+A$. При постоянном давлении работа газа $A=p\,\Delta V$. Изменение внутренней энергии одноатомного газа $\Delta U=\dfrac{3}{2}\nu R\,\Delta T$, а из уравнения $pV=\nu RT$ при $p=\text{const}$ следует $\nu R\,\Delta T=p\,\Delta V$, поэтому $\Delta U=\dfrac{3}{2}p\,\Delta V$.

Найдём давление. Подставляем: $Q=\dfrac{3}{2}p\,\Delta V+p\,\Delta V=\dfrac{5}{2}p\,\Delta V$. Отсюда $p=\dfrac{2Q}{5\,\Delta V}=\dfrac{2\cdot30\cdot10^{3}}{5\cdot0{,}6}=20\cdot10^{3}\ \text{Па}=20$ кПа.