2019-05-21
Идеальный газ может переходить из состояния $p_{1}, V_{1}$ в состояние $p_{2}, V_{2}$ различными путями. Один раз переход совершался сначала по изобаре, а затем по изохоре. Во второй раз переход совершался сначала по изохоре, а затем по изобаре. При каком переходе выделилось больше тепла и насколько? $p_{1} = 4 \cdot 10^{5} н/м^{2}, V_{1} = 3 м^{2}, p_{2} = 2 \cdot 10^{5} н/м^{2}, V_{2} = 1 м^{3}$.
Решение:
В обоих случаях тепло выделяется за счет двух факторов. Во-первых, изменяется внутренняя энергия газа (кинетическая энергия движения молекул), во-вторых, совершается работа. Изменение внутренней энергии газа в обоих случаях одинаково, так как кинетическая энергия молекул зависит только от температуры, а изменение температуры в обоих случаях одно и то же. Следовательно, искомая разность теплот есть разность работ совершенных газом в каждом случае. При изохорных процессах работа не совершается, поэтому
$A_{1} = p_{1} (V_{2} - V_{1}); A_{2} = p_{2} (V_{2} - V_{1})$.
Искомая разность $\Delta Q = A_{2} - A_{1} = (p_{2} - p_{1})(V_{2} - V_{1}) = 4 н. м = 4 Дж$.
Во втором случае тепла выделяется больше.