Термодинамическая… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00013016

Дано:

процесс $3\to2$ — изотермический (на диаграмме $T$–$p$ участок $2$–$3$ горизонтален, температура постоянна)

газ отдаёт количество теплоты $Q=20$ кДж

Найти:

$A'$ — работа внешних сил над газом — ?

Решение:

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:

$$A'=-A_{газа}=20 \text{ кДж}$$