Номер 35.3, страница 187 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

35.3. Какое количество теплоты нужно передать идеальному газу, находящемуся в цилиндре под поршнем, для того чтобы внутренняя энергия газа увеличилась на 100 Дж и при этом газ совершил работу 200 Дж?

35.3. Дано:

Изменение внутренней энергии идеального газа: $\Delta U = 100 \text{ Дж}$

Работа, совершенная газом: $A = 200 \text{ Дж}$

Найти:

Количество теплоты $\text{Q}$.

Решение:

Для решения этой задачи используется первый закон термодинамики. Этот закон является фундаментальным принципом, описывающим преобразования энергии в термодинамической системе. Он гласит, что количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Математически первый закон термодинамики выражается следующей формулой:

$Q = \Delta U + A$

где:

$\text{Q}$ – количество теплоты, полученное системой (газом);

$\Delta U$ – изменение внутренней энергии системы (газа);

$\text{A}$ – работа, совершенная системой (газом) над внешними телами.

В соответствии с условиями задачи:

Внутренняя энергия газа увеличилась, поэтому изменение внутренней энергии является положительной величиной: $\Delta U = 100 \text{ Дж}$.

Газ совершил работу, то есть работа, совершённая газом, также является положительной величиной: $A = 200 \text{ Дж}$.

Подставим известные значения в формулу первого закона термодинамики:

$Q = 100 \text{ Дж} + 200 \text{ Дж}$

Выполним сложение:

$Q = 300 \text{ Дж}$

Следовательно, идеальному газу необходимо передать 300 Дж теплоты.

Ответ: нужно передать 300 Дж теплоты.