2017-06-30
В теплоизолированном цилиндре под теплонепроницаемым поршнем находится одноатомный идеальный газ с начальным давлением $p_{0} = 10^{5} Па$, объемом $V_{0} = 3 дм^{3}$ и температурой $T_{0} = 300 К$. При сжатии газа над ним совершили работу $A = 90 Дж$. Найдите температуру газа после сжатия.
Решение:
Так как цилиндр и поршень теплоизолированы, то в соответствии с 1 -м началом термодинамики работа $A$, совершенная над газом, затрачивается на изменение его внутренней энергии, что и приводит к повышению температуры газа:
$A = \Delta U = \frac{3}{2} \nu R \Delta T = \frac{3}{2} \nu R (T - T_{0})$.
В выражении для $\Delta U$ множитель — учитывает, что газ — одноатомный. Записывая уравнение состояния идеального газа для начального состояния
$p_{0}V_{0} = \nu RT_{0}$
и решая полученную систему уравнений, найдем
$T = T_{0} \left ( 1 + \frac{2}{3} \frac{A}{p_{0}V_{0}} \right ) = 360 К$.