Номер 5, страница 278 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

5. Известно, что при изотермическом процессе идеальный газ совершил работу 2000 Дж. Чему равно количество теплоты, сообщенной системе?

Дано:

Процесс изотермический ($T = \text{const}$)

Работа газа $A = 2000$ Дж

Найти:

Количество теплоты $Q$

Решение:

Согласно первому закону термодинамики, количество теплоты $Q$, сообщенное системе, идет на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A$ над внешними телами. Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. Так как процесс является изотермическим, температура газа не изменяется ($T = \text{const}$). Следовательно, изменение внутренней энергии газа равно нулю:

$\Delta U = 0$

Подставим это значение в уравнение первого закона термодинамики:

$Q = 0 + A$

$Q = A$

Это означает, что при изотермическом процессе вся сообщенная газу теплота полностью расходуется на совершение им работы. По условию, газ совершил работу 2000 Дж.

$Q = 2000$ Дж

Ответ: количество теплоты, сообщённой системе, равно 2000 Дж.