Номер 28, страница 60, 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 28, страница 60.

Условие.

28. После того, как в некотором изопроцессе газ данной массы получил количество теплоты, равное 6 кДж, внутренняя энергия газа стала равной 17 кДж. Начальная внутренняя энергия газа равна 11 кДж. Каким изопроцессом был данный процесс?

Решение 2.

Дано:

Количество теплоты, полученное газом: $Q = 6$ кДж
Начальная внутренняя энергия: $U_1 = 11$ кДж
Конечная внутренняя энергия: $U_2 = 17$ кДж

Перевод в систему СИ:
$Q = 6 \cdot 10^3$ Дж
$U_1 = 11 \cdot 10^3$ Дж
$U_2 = 17 \cdot 10^3$ Дж

Найти:

Тип изопроцесса - ?

Решение:

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты $\text{Q}$, переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $\text{A}$ над внешними телами:

$Q = \Delta U + A$

Сначала найдем изменение внутренней энергии газа. Оно равно разности между конечной и начальной внутренней энергией:

$\Delta U = U_2 - U_1$

Подставим в формулу числовые значения:

$\Delta U = 17 \text{ кДж} - 11 \text{ кДж} = 6 \text{ кДж}$

Теперь, зная количество полученной теплоты $\text{Q}$ и изменение внутренней энергии $\Delta U$, мы можем вычислить работу $\text{A}$, совершенную газом. Выразим работу из первого закона термодинамики:

$A = Q - \Delta U$

Подставим известные значения:

$A = 6 \text{ кДж} - 6 \text{ кДж} = 0$

Работа, совершаемая газом, равна нулю. Работа газа определяется формулой $A = p \Delta V$, где $\text{p}$ - давление, а $\Delta V$ - изменение объема. Поскольку работа равна нулю ($A=0$), это означает, что изменение объема также равно нулю ($\Delta V = 0$). Следовательно, объем газа в ходе процесса оставался постоянным ($V = \text{const}$).

Процесс, протекающий при постоянном объеме, называется изохорным (или изохорическим) процессом.

Ответ: данный процесс является изохорным.