Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6226
2018-02-03 
В цилиндре под поршнем находится $\nu$ молей ненасыщенного водяного пара при температуре $T_{0}$. При медленном изобарическом охлаждении цилиндра половина пара сконденсировалась, а внутренняя энергия содержимого цилиндра уменьшилась на $\Delta U$. Какое количество теплоты пришлось при этом отвести от содержимого цилиндра, если температура в нем уменьшилась на $\Delta T$? Объемом воды по сравнению с объемом пара можно пренебречь.
Решение:
Согласно первому началу термодинамики количество теплоты, отведенное от системы, $Q$ равно сумме уменьшения внутренней энергии $\Delta U$ системы «жидкость—пар» и работы $A$ внешних сил над системой.
При уменьшении температуры пара на $\Delta T$ он становится насыщенным, а потом частично конденсируется при температуре $T_{0} - \Delta T$. При этом работа внешних сил $A$ положительна. Найдем ее из уравнений состояния пара в начальном (1) и конечном (2) состояниях
$p_{0}V_{0} = \nu RT_{0}$; (1)
$p_{0}V = \frac{ \nu}{2}(T_{0} - \Delta T)$; (2)
откуда $A = p_{0} (V_{0} - V ) = \frac{ \nu}{2} R (T_{0} + \Delta T)$.
Внутренняя энергия — функция состоянии, ее полное уменьшение, по условию задачи, равно $\Delta U$. Следовательно от системы нужно отвести количество теплоты
$Q = \Delta U + A = \Delta U + \frac{ \nu}{2} R (T_{0} + \Delta T)$.
В цилиндре под поршнем находится $\nu$ молей ненасыщенного водяного пара при температуре $T_{0}$. При медленном изобарическом охлаждении цилиндра половина пара сконденсировалась, а внутренняя энергия содержимого цилиндра уменьшилась на $\Delta U$. Какое количество теплоты пришлось при этом отвести от содержимого цилиндра, если температура в нем уменьшилась на $\Delta T$? Объемом воды по сравнению с объемом пара можно пренебречь.
Решение:
Согласно первому началу термодинамики количество теплоты, отведенное от системы, $Q$ равно сумме уменьшения внутренней энергии $\Delta U$ системы «жидкость—пар» и работы $A$ внешних сил над системой.
При уменьшении температуры пара на $\Delta T$ он становится насыщенным, а потом частично конденсируется при температуре $T_{0} - \Delta T$. При этом работа внешних сил $A$ положительна. Найдем ее из уравнений состояния пара в начальном (1) и конечном (2) состояниях
$p_{0}V_{0} = \nu RT_{0}$; (1)
$p_{0}V = \frac{ \nu}{2}(T_{0} - \Delta T)$; (2)
откуда $A = p_{0} (V_{0} - V ) = \frac{ \nu}{2} R (T_{0} + \Delta T)$.
Внутренняя энергия — функция состоянии, ее полное уменьшение, по условию задачи, равно $\Delta U$. Следовательно от системы нужно отвести количество теплоты
$Q = \Delta U + A = \Delta U + \frac{ \nu}{2} R (T_{0} + \Delta T)$.
