Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 16472
2024-03-22 
На графике представлен процесс, происходящий с газом (пунктиром представлена адиабата для этого же газа). Что необходимо для осуществления процесса $1 \rightarrow 2$: подводить тепло к газу или отводить?
Решение:
«Перенесем» адиабату вверх, чтобы она \ проходила через точку 1 ($12^{ \prime}$ - адиабата). Запишем первое начало термодинамики для процесса 12:
$Q_{12} = \Delta U_{12} +A_{12}$ (1)
и для процесса $12^{ \prime}$:
$Q_{12^{ \prime}} = \Delta U_{12^{ \prime}} + A_{12^{ \prime}}$. (2).
Вычтем (2) из (1) и заметим, что в ходе адиабатического процесса $Q_{12^{ \prime}} = 0$. Тогда:
$Q_{12} = \Delta U_{12} - \Delta U_{12^{ \prime}} + A_{12} - A_{12^{ \prime}} = (U_{2} - U_{2^{ \prime}}) + (S_{A12B} - S_{A12^{ \prime}B})$. (3)
Внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре, а работа численно равна площади фигуры, ограниченной графиком процесса в координатах $PV$. Перепишем (3):
$Q_{12} = \alpha (T_{2} - T_{2^{ \prime}} )+(S_{A12B} - A_{A12^{ \prime}B})$. (4)
Т.к. $T_{2} < T_{2^{ \prime}}$ и $S_{A12B} < S_{A12^{ \prime}B}$, то $Q_{12} < 0$, т.е. теплоту нужно отводить!
Примечание. Если в решении указан только факт уменьшения температуры $T_{2}$ по сравнению с $T_{2^{ \prime}}$ в адиабатическом процессе, то решение не следует считать правильным, т.к. возможен процесс, в котором при $T_{2} < T_{2^{ \prime}}$, теплота за время процесса подводится (см. рис.).
На графике представлен процесс, происходящий с газом (пунктиром представлена адиабата для этого же газа). Что необходимо для осуществления процесса $1 \rightarrow 2$: подводить тепло к газу или отводить?
Решение:
«Перенесем» адиабату вверх, чтобы она \ проходила через точку 1 ($12^{ \prime}$ - адиабата). Запишем первое начало термодинамики для процесса 12:
$Q_{12} = \Delta U_{12} +A_{12}$ (1)
и для процесса $12^{ \prime}$:
$Q_{12^{ \prime}} = \Delta U_{12^{ \prime}} + A_{12^{ \prime}}$. (2).
Вычтем (2) из (1) и заметим, что в ходе адиабатического процесса $Q_{12^{ \prime}} = 0$. Тогда:
$Q_{12} = \Delta U_{12} - \Delta U_{12^{ \prime}} + A_{12} - A_{12^{ \prime}} = (U_{2} - U_{2^{ \prime}}) + (S_{A12B} - S_{A12^{ \prime}B})$. (3)
Внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре, а работа численно равна площади фигуры, ограниченной графиком процесса в координатах $PV$. Перепишем (3):
$Q_{12} = \alpha (T_{2} - T_{2^{ \prime}} )+(S_{A12B} - A_{A12^{ \prime}B})$. (4)
Т.к. $T_{2} < T_{2^{ \prime}}$ и $S_{A12B} < S_{A12^{ \prime}B}$, то $Q_{12} < 0$, т.е. теплоту нужно отводить!
Примечание. Если в решении указан только факт уменьшения температуры $T_{2}$ по сравнению с $T_{2^{ \prime}}$ в адиабатическом процессе, то решение не следует считать правильным, т.к. возможен процесс, в котором при $T_{2} < T_{2^{ \prime}}$, теплота за время процесса подводится (см. рис.).
