Номер 3, страница 289 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Вопросы и задачи к главе «термодинамика» - номер 3, страница 289.

Условие.

3. Газ изотермически сжимается. При этом он отдаёт или получает некоторое количество теплоты?

Решение.

Решение

Для анализа процесса воспользуемся первым началом термодинамики, которое гласит, что количество теплоты $\text{Q}$, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A'$ над внешними телами:

$Q = \Delta U + A'$

Процесс сжатия газа является изотермическим, что означает, что температура газа остается постоянной ($T = \text{const}$). Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Поскольку температура не меняется, изменение внутренней энергии газа равно нулю:

$\Delta U = 0$

Тогда первое начало термодинамики для изотермического процесса принимает вид:

$Q = A'$

По условию газ сжимается, то есть его объем уменьшается. Работа, совершаемая газом при сжатии, отрицательна ($A' < 0$), так как внешние силы совершают над газом положительную работу.

Следовательно, количество теплоты $\text{Q}$ также должно быть отрицательным ($Q < 0$). Отрицательное значение $\text{Q}$ означает, что система (газ) не получает, а отдает теплоту в окружающую среду. Это необходимо для того, чтобы температура газа оставалась постоянной, несмотря на совершаемую над ним работу.

Ответ: При изотермическом сжатии газ отдаёт некоторое количество теплоты.