Термодинамика — Задание 23 ЕГЭ по физике №00051551

Что тут происходит. Аргон нагревают при постоянном давлении, его внутренняя энергия выросла на $12$ кДж. Газ при этом расширяется и совершает работу, поэтому теплоты нужно больше, чем $12$ кДж. Нужно найти сообщённую теплоту.

Шаг 1 — первый закон термодинамики: $Q=\Delta U+A$.

Шаг 2 — внутренняя энергия одноатомного аргона: $\Delta U=\dfrac32\nu R\Delta T$, откуда $\nu R\Delta T=\dfrac23\Delta U$.

Шаг 3 — работа при постоянном давлении: $A=p\Delta V=\nu R\Delta T=\dfrac23\Delta U=\dfrac23\cdot12=8$ кДж.

Шаг 4 — теплота:

$$Q=\Delta U+A=\Delta U+\frac23\Delta U=\frac53\Delta U=\frac53\cdot12=20\ \text{кДж}.$$

Проверим себя. $\nu=\dfrac{40}{40}=1$ моль, $\Delta T=\dfrac{2\Delta U}{3\nu R}=\dfrac{24\,000}{24{,}93}\approx963$ К, работа $\nu R\Delta T=8{,}31\cdot963\approx8000$ Дж — совпадает с шагом 3.