Номер 3, страница 280 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Вопросы. Параграф 57. Первый закон термодинамики. 10. Термодинамика. Молекулярная физика - номер 3, страница 280.

Условие.

3. Сформулируйте первый закон термодинамики для изохорного процесса.

Решение.

3. Решение

Первый закон термодинамики в общем виде утверждает, что количество теплоты $Q$, переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A$ над внешними телами. Математически это записывается так:

$Q = \Delta U + A$

Изохорный процесс — это термодинамический процесс, который происходит при постоянном объеме системы ($V = \text{const}$).

Работа, совершаемая газом при изменении объема, определяется формулой $A = P \Delta V$, где $P$ — давление, а $\Delta V$ — изменение объема.

В изохорном процессе объем не меняется, следовательно, изменение объема равно нулю: $\Delta V = 0$. Это означает, что система не совершает работы: $A = P \cdot 0 = 0$.

Подставим значение работы $A = 0$ в уравнение первого закона термодинамики:

$Q = \Delta U + 0$

Отсюда следует, что:

$Q = \Delta U$

Таким образом, формулировка первого закона термодинамики для изохорного процесса следующая: при изохорном процессе все подведенное к системе количество теплоты идет на изменение (увеличение) ее внутренней энергии.

Ответ: В изохорном процессе ($V = \text{const}$) работа газа равна нулю ($A=0$), поэтому первый закон термодинамики принимает вид $Q = \Delta U$. Это означает, что всё количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии.