Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00016154

Идея

Смотрим на рисунок (оси $p$–$V$). На участке 1–2 линия вертикальна: объём постоянен, растёт давление — это изохора с нагревом. На участке 2–3 линия горизонтальна: давление постоянно, объём уменьшается — изобара с охлаждением. Точки 1 и 3 на одной изотерме (300 К). Спрашивают про участок 1–2, а на изохоре газ не совершает работы, поэтому всё тепло пойдёт в внутреннюю энергию.

Температура в точке 2

Объём уменьшается втрое на изобаре 2–3 (на изохоре 1–2 объём постоянен), поэтому $V_3=V_2/3$. На изобаре $\frac{V_2}{T_2}=\frac{V_3}{T_3}$, откуда $T_2=T_3\cdot\frac{V_2}{V_3}=300\cdot 3=900$ К. На участке 1–2 газ нагрелся с 300 до 900 К, $\Delta T_{12}=600$ К.

Теплота на участке 1–2

Изохора, работа равна нулю: $Q_{12}=\Delta U_{12}=\frac{3}{2}\nu R\,\Delta T_{12}=\frac{3}{2}\cdot 1\cdot 8{,}31\cdot 600\approx 7479$ Дж $\approx 7{,}5$ кДж.