Номер 4, страница 91 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

4. Запишите уравнение первого закона термодинамики для изобарного процесса изменения состояния газа.

4. Решение

Первый закон термодинамики устанавливает связь между количеством теплоты ($Q$), полученным системой, изменением ее внутренней энергии ($\Delta U$) и работой ($A$), совершенной системой. В общем виде он записывается так:

$Q = \Delta U + A$

Применим этот закон к изобарному процессу. Изобарный процесс — это термодинамический процесс, происходящий при постоянном давлении ($p = \text{const}$).

В этом случае работа, совершаемая газом при расширении от объема $V_1$ до объема $V_2$, вычисляется по формуле:

$A = p(V_2 - V_1) = p \Delta V$

Изменение внутренней энергии $\Delta U$ для идеального газа в любом процессе зависит только от изменения температуры и не зависит от самого процесса.

Подставив выражение для работы в изобарном процессе в общую формулу первого закона термодинамики, получим уравнение специально для этого процесса:

$Q = \Delta U + p \Delta V$

Это уравнение показывает, что при изобарном процессе подводимое к газу количество теплоты идет как на увеличение его внутренней энергии (нагрев), так и на совершение им работы (расширение).

Ответ: Уравнение первого закона термодинамики для изобарного процесса изменения состояния газа имеет вид $Q = \Delta U + p \Delta V$, где $Q$ — количество теплоты, сообщенное газу, $\Delta U$ — изменение внутренней энергии газа, $p$ — постоянное давление газа, $\Delta V$ — изменение объема газа.