Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5010
2017-11-12 
При изотермическом сжатии идеального газа его температура не изменяется, а следовательно, не изменяется и кинетическая энергия его молекул.
Так как между молекулами идеального газа нет сил притяжения и отталкивания, то при сжатии не изменилась и потенциальная энергия.
Но ведь сжатый газ приобретает способность совершить некоторую работу, т. е. обладает дополнительной энергией. Как разрешить это противоречие?
Решение:
При изотермическом процессе сосуд, в котором находится газ (например, цилиндр, закрытый поршнем), не является теплоизолированной системой, наоборот, он термодинамически связан с окружающей средой (нагреватель, холодильник). Поэтому, рассматривая энергию идеального газа при изотермическом процессе, следует учитывать переход энергии от окружающей среды к газу и от газа к среде.
Сжатый идеальный газ, расширяясь, может совершить работу в двух случаях. Во-первых, за счет уменьшения своей внутренней энергии (кинетической энергии его молекул). При этом температура будет уменьшаться. Но это не будет изотермический процесс.
Во-вторых, изотермически. При этом температура остается постоянной. Но газ при таком процессе черпает энергию из окружающей среды. В этом случае он будет совершать работу за счет уменьшения внутренней энергии окружающей среды.
Противоречие, сформулированное в задаче, разрешается тем, что энергия, затраченная на изотермическое сжатие газа, была передана не газу, а окружающей среде, она пошла на увеличение ее внутренней энергии.
При изотермическом сжатии идеального газа его температура не изменяется, а следовательно, не изменяется и кинетическая энергия его молекул.
Так как между молекулами идеального газа нет сил притяжения и отталкивания, то при сжатии не изменилась и потенциальная энергия.
Но ведь сжатый газ приобретает способность совершить некоторую работу, т. е. обладает дополнительной энергией. Как разрешить это противоречие?
Решение:
При изотермическом процессе сосуд, в котором находится газ (например, цилиндр, закрытый поршнем), не является теплоизолированной системой, наоборот, он термодинамически связан с окружающей средой (нагреватель, холодильник). Поэтому, рассматривая энергию идеального газа при изотермическом процессе, следует учитывать переход энергии от окружающей среды к газу и от газа к среде.
Сжатый идеальный газ, расширяясь, может совершить работу в двух случаях. Во-первых, за счет уменьшения своей внутренней энергии (кинетической энергии его молекул). При этом температура будет уменьшаться. Но это не будет изотермический процесс.
Во-вторых, изотермически. При этом температура остается постоянной. Но газ при таком процессе черпает энергию из окружающей среды. В этом случае он будет совершать работу за счет уменьшения внутренней энергии окружающей среды.
Противоречие, сформулированное в задаче, разрешается тем, что энергия, затраченная на изотермическое сжатие газа, была передана не газу, а окружающей среде, она пошла на увеличение ее внутренней энергии.
