ID: 00013016
Идеальный одноатомный газ участвует в процессе 1-2-3, показанном на рисунке (Т – абсолютная температура газа, р – давление газа). Масса газа в ходе процесса не меняется. В процессе 3-2 газ отдаёт количество теплоты, равное 20 кДж. Какую работу совершают над газом в процессе 3-2 внешние силы? Ответ дайте в кДж
Источник: ФИПИ
процесс $3\to2$ — изотермический (на диаграмме $T$–$p$ участок $2$–$3$ горизонтален, температура постоянна)
газ отдаёт количество теплоты $Q=20$ кДж
$A'$ — работа внешних сил над газом — ?
В процессе $3\to2$ давление растёт при постоянной температуре — это изотермическое сжатие. У идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры, поэтому при изотермическом процессе она не меняется: $\Delta U=0$.
По первому закону термодинамики $Q=\Delta U+A_{газа}=A_{газа}$. Газ отдаёт теплоту, значит $Q=-20$ кДж, и работа самого газа
$$A_{газа}=Q=-20 \text{ кДж}$$
(работа отрицательна, потому что газ сжимают). Работа внешних сил над газом противоположна по знаку:
$$A'=-A_{газа}=20 \text{ кДж}$$