Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00042999

Что тут происходит: неон сжимают — внешние силы совершили над ним работу $50$ кДж, то есть вложили в него энергию. Но внутренняя энергия неона при этом не выросла, а уменьшилась на $60$ кДж. Значит, через теплообмен неон отдал наружу больше, чем получил от работы. Нужно найти, сколько теплоты он отдал.

Шаг 1 — закон. Первый закон термодинамики — это закон сохранения энергии для газа: внутренняя энергия меняется за счёт работы внешних сил и за счёт теплообмена:

$$\Delta U=A_\text{внеш}+Q$$

Здесь $Q$ — теплота, полученная газом (если газ теплоту отдаёт, $Q$ отрицательна).

Шаг 2 — знаки. Внутренняя энергия уменьшилась: $\Delta U=-60$ кДж. Внешние силы совершили работу над газом: $A_\text{внеш}=+50$ кДж.

Шаг 3 — считаем:

$$Q=\Delta U-A_\text{внеш}=-60-50=-110\ \text{кДж}$$

Минус означает, что неон теплоту не получил, а отдал: окружающей среде ушло $110$ кДж.

Проверим себя балансом: внешние силы добавили $50$ кДж, наружу ушло $110$ кДж, итого $50-110=-60$ кДж — ровно на столько уменьшилась внутренняя энергия.