Номер 24, страница 59, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава VI. Термодинамика. Параграф 31. Первый закон термодинамики - номер 24, страница 59.

Условие.

24. Какую работу совершил газ данной массы при адиабатном расширении, если внутренняя энергия газа при этом уменьшилась на 150 Дж?

Решение 2.

Дано:

Процесс адиабатный ($Q=0$)

Изменение внутренней энергии $\Delta U = -150$ Дж

Найти:

Работу газа $\text{A}$

Решение:

Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики, который связывает количество теплоты, переданное системе ($\text{Q}$), изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и работу, совершаемую системой ($\text{A}$):

$Q = \Delta U + A$

По условию задачи, процесс расширения газа является адиабатным. Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Это означает, что количество теплоты $\text{Q}$ равно нулю:

$Q = 0$

Подставим это значение в уравнение первого закона термодинамики:

$0 = \Delta U + A$

Из этого выражения следует, что работа, совершаемая газом, происходит за счет изменения его внутренней энергии:

$A = -\Delta U$

В условии сказано, что внутренняя энергия газа уменьшилась на 150 Дж. Это означает, что изменение внутренней энергии $\Delta U$ является отрицательной величиной:

$\Delta U = -150$ Дж

Теперь рассчитаем работу, совершённую газом:

$A = -(-150 \text{ Дж}) = 150 \text{ Дж}$

Положительное значение работы означает, что газ совершил работу над внешними телами, что соответствует процессу расширения.

Ответ: 150 Дж.