2020-02-10
Моль гелия расширяется при неизменной температуре $T_{0} = 300 К$ в заданных пределах, получая при этом от внешних тел количество теплоты $Q = 20 кДж$. Оцените работу газа при расширении в тех же пределах, но без подвода тепла извне.
Решение:
Внутренняя энергия моля гелия при данной температуре составляет $U = 1,5RT \approx 3,7 кДж$, что намного меньше количества теплоты, подведенного в процессе расширения. Это означает, что объем газа при расширении увеличился во много раз (оценку сделать легко, если знать формулу для расчета работы в изотермическом процессе - ведь при таком процессе все подведенное тепло идет на работу по расширению газа). Тогда легко сообразить, что без подвода тепла газ сможет совершить работу, практически равную "запасу" энергии: $A = U_{нач} - U_{кон} \approx U_{нач} - U \approx 3,7 кДж$.