Термодинамика — Задание 23 ЕГЭ по физике №00051548

Что тут происходит. Два моля одноатомного идеального газа нагревают при постоянном объёме, сообщив $4980$ Дж. Нужно найти, до какой температуры он нагреется.

Шаг 1 — первый закон термодинамики: $Q=\Delta U+A$. Объём не меняется, газ работы не совершает, $A=0$, поэтому вся теплота идёт на внутреннюю энергию: $Q=\Delta U$.

Шаг 2 — внутренняя энергия одноатомного газа:

$$\Delta U=\frac32\nu R(T_2-T_1).$$

Шаг 3 — выразим конечную температуру. $T_1=-40+273=233$ К:

$$T_2=T_1+\frac{2Q}{3\nu R}=233+\frac{2\cdot4980}{3\cdot2\cdot8{,}31}=233+\frac{9960}{49{,}86}\approx233+200=433\ \text{К}.$$

По шкале Цельсия это $433-273=160$ °C. Изменение температуры в кельвинах и градусах Цельсия одинаково ($200$), а сама температура — нет: поэтому и прибавлять изменение можно к любой шкале, если ответ дать в той же.

Проверим себя обратной подстановкой: $\dfrac32\cdot2\cdot8{,}31\cdot200=4986\approx4980$ Дж — сходится (разница — от округления).