Первое Начало… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00047616

Задание №8. Термодинамика

Первое Начало Термодинамики. Адиабата

№2. Задание 8

ID: 00047616

В процессе эксперимента внутренняя энергия газа увеличилась на $$4{,}7$$ Дж, при этом газ отдал окружающей среде количество теплоты, равное $$39$$ Дж. Какую работу совершили над газом внешние силы в данном эксперименте?

Ответ дайте в Дж.

Источник: ФИПИ

Решение

Газ одновременно и отдаёт теплоту наружу, и набирает внутреннюю энергию. Значит, энергию ему кто-то приносил — это сделали внешние силы, которые совершали над газом работу. Найдём её.

Шаг 1. Удобная форма закона. Первый закон термодинамики можно записать так, чтобы справа стояли все «поступления» энергии в газ: теплота $$Q$$ , полученная газом, и работа внешних сил $A_{\text{внеш}}$ над газом:

\Delta U=Q+A_{\text{внеш}}.

Шаг 2. Знаки. Внутренняя энергия выросла: $\Delta U=+4{,}7$ Дж. Газ теплоту отдал, а в законе стоит полученная теплота, поэтому $$Q=-39$$ Дж.

Шаг 3. Выражаем работу внешних сил.

A_{\text{внеш}}=\Delta U-Q=4{,}7-(-39)=4{,}7+39=43{,}7\ \text{Дж}.

Проверим себя. Внешние силы принесли газу $$43{,}7$$ Дж. Из них $$39$$ Дж газ отдал наружу теплом, а $$43{,}7-39=4{,}7$$ Дж осталось у него внутри — ровно на столько и выросла внутренняя энергия. Работа получилась положительной: газ действительно сжимали.

Ответ

43,7

Другие задания по теме «Первое Начало Термодинамики. Адиабата» (8)