Термодинамика — Задание 24 ЕГЭ по физике №00007814

Газ проходит два участка: сначала 1-2 при постоянной температуре, затем 2-3 вдоль прямой, идущей из начала координат на диаграмме $T$–$p$. Нас просят найти теплоту только на участке 2-3, поэтому разберёмся, что это за процесс.

Что за процесс 2-3. Прямая, проходящая через начало координат в осях $T$–$p$, означает $T\propto p$, то есть $\dfrac{T}{p}=\text{const}$. Поскольку $\dfrac{T}{p}=\dfrac{V}{\nu R}$, постоянство $\frac{T}{p}$ означает постоянство объёма — это изохора. При изохоре газ работы не совершает ($A=0$), и вся теплота идёт на внутреннюю энергию.

Найдём температуру в точке 3. На участке 2-3 давление растёт от $p$ до $3p$ (по рисунку), а при постоянном объёме $T\propto p$, поэтому температура тоже растёт втрое: $T_3=3T_2=3\cdot300=900$ К.

Найдём теплоту. $Q_{23}=\Delta U=\dfrac{3}{2}\nu R(T_3-T_2)=\dfrac{3}{2}\cdot1\cdot8{,}31\cdot(900-300)\approx7480$ Дж.