Номер 2, страница 236 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 9. Основы термодинамики. Параграф 42. Количество теплоты. Первый закон термодинамики. Задания и упражнения - номер 2, страница 236.

Условие.

2. Под поршнем находится идеальный газ. Над газом совершается работа, равная 200 Дж. Внутренняя энергия газа увеличивается на 600 Дж. Какое количество теплоты было подведено к газу? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Решение.

Дано:

Работа, совершаемая над газом $A_{внеш} = 200 \text{ Дж}$

Изменение внутренней энергии $\Delta U = 600 \text{ Дж}$

Все величины даны в системе СИ.

Найти:

Количество теплоты $\text{Q}$ - ?

Решение:

Для решения задачи применим первый закон термодинамики, который гласит, что количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

где $\text{Q}$ - количество теплоты, подведенное к газу, $\Delta U$ - изменение внутренней энергии газа, а $\text{A}$ - работа, совершенная самим газом.

В условии задачи указана работа, совершенная над газом ($A_{внеш}$). Работа, совершенная газом ($\text{A}$), и работа, совершенная над газом ($A_{внеш}$), связаны соотношением:

$A = -A_{внеш}$

Когда над газом совершают работу, его объем уменьшается, поэтому работа самого газа отрицательна.

Подставим значение $A_{внеш}$ из условия:

$A = -200 \text{ Дж}$

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты $\text{Q}$, подведенное к газу, используя первый закон термодинамики и известные нам величины:

$Q = 600 \text{ Дж} + (-200 \text{ Дж})$

$Q = 600 \text{ Дж} - 200 \text{ Дж} = 400 \text{ Дж}$

Положительное значение $\text{Q}$ означает, что теплота действительно подводилась к газу.

Ответ: к газу было подведено 400 Дж теплоты.