Тепловые Явления — Задание 23 ЕГЭ по физике №00007761

Дано:

$A_\text{внеш} = 2000 \text{ Дж}, \quad P = \text{const}$ (изобарный процесс), газ одноатомный

Найти:

$Q$ — количество теплоты, отданной газом

Решение:

Работа внешних сил равна минус работе газа:

$$A_\text{газа} = -A_\text{внеш} = -2000 \text{ Дж}$$

(Газ сжимается, объём уменьшается, газ совершает отрицательную работу.)

Изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа:

$$\Delta U = \frac{3}{2} Nk\Delta T = \frac{3}{2} \nu R \Delta T$$

В изобарном процессе работа газа:

$$A_\text{газа} = P(V_2 - V_1) = \nu R (T_2 - T_1)$$

Поэтому:

$$\Delta U = \frac{3}{2} \cdot A_\text{газа} = \frac{3}{2} \cdot (-2000) = -3000 \text{ Дж}$$

Первое начало термодинамики ($Q$ — теплота, подведённая к газу):

$$Q = \Delta U + A_\text{газа} = -3000 + (-2000) = -5000 \text{ Дж}$$

Знак минус означает, что газ отдал теплоту окружающим телам. Количество отданной теплоты:

$$|Q| = 5000 \text{ Дж}$$