Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00018912

С газом сделали сразу две вещи: его сжали (внешние силы совершили над ним работу $150$ Дж) и ему передали какое-то количество теплоты. В итоге внутренняя энергия газа выросла на $500$ Дж. Нужно узнать, сколько из этих $500$ Дж пришло в виде теплоты.

Внутреннюю энергию можно изменить двумя способами — теплопередачей и совершением работы. Это и есть первый закон термодинамики. Запишем его для случая, когда известна работа внешних сил над газом: $$\Delta U=Q+A_{\text{внеш}}$$ Здесь $\Delta U$ — изменение внутренней энергии, $Q$ — полученное газом количество теплоты, $A_{\text{внеш}}$ — работа внешних сил.

Из $500$ Дж прироста $150$ Дж дала работа внешних сил, остальное — теплота: $$Q=\Delta U-A_{\text{внеш}}=500-150=350\ \text{Дж}$$

Проверим себя через другую форму того же закона — с работой самого газа: $Q=\Delta U+A_{\text{газа}}$. Газ сжимали, поэтому его собственная работа отрицательна: $A_{\text{газа}}=-150$ Дж. Тогда $Q=500+(-150)=350$ Дж — то же самое.