Задание 28. Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, график которого изображён на рисунке в координатах р-n, где р — давление газа, n — его концентрация. Определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1-2 и 2-3. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.
Решение.
1.
По первому закону термодинамики количество теплоты, которое газ получает, равно
сумме изменения его внутренней энергии ∆U и работы газа A: Q = ∆U +
A. Концентрация газа n = N/V, где N — число
молекул газа, V — его объём. Для идеального одноатомного газа внутренняя
энергия 
(где
v — количество моль газа). По условию задачи N = const.
2. Так как на участке 1-2 концентрация газа не изменяется, его объём постоянен (изохорный процесс), значит, работа газа А=0. В этом процессе давление газа растёт, согласно закону Шарля температура газа также растёт, т.е. его внутренняя энергия увеличивается: ∆U > 0. Значит, Q > 0, и газ получает тепло.
3. На участке 2-3 концентрация газа уменьшается, значит, его объём увеличивается и работа газа положительна: А > 0. Давление газа постоянно (изобарный процесс), по закону Гей-Люссака температура газа также увеличивается. Поэтому ∆U > 0. По первому закону термодинамики Q > 0. В этом процессе газ получает тепло.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: