Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 873
2016-09-08 
Порция гелия объёмом $V_{0} = 1 л$ находится под давлением $p_{0} = 1 атм$ при температуре $0^{ \circ}C$ Гелий расширяют в равновесном процессе таким образом, что отданное им в окружающую среду количество теплоты $Q$ в четыре раза меньше совершённой гелием работы $A$. Найдите максимально возможное значение работы $A$ газа в таком процессе.
Решение:
Пусть $U_{0}$ и $U$ — начальное и конечное значения внутренней энергии газа. Переданная окружающей среде энергия равна $U_{0} — U$. Согласно первому началу термодинамики, она складывается из количества теплоты $Q = A/4$ и работы $A$; отсюда $U_{0} - U = (5/4)A$. Конечная внутренняя энергия гелия не может быть отрицательна, поэтому работа $A$ не может превосходить $(4/5)U_{0}$. При указанных в задаче численных данных гелий находится в газообразном состоянии. Считая одноатомный газ идеальным, находим: $U_{0} = (3/2)p_{0}V_{0}$.
Следовательно, максимально возможная работа гелия равна $A_{max} = (4/5)U_{0} = 1,2 p_{0}V_{0} = 120 Дж$.
Порция гелия объёмом $V_{0} = 1 л$ находится под давлением $p_{0} = 1 атм$ при температуре $0^{ \circ}C$ Гелий расширяют в равновесном процессе таким образом, что отданное им в окружающую среду количество теплоты $Q$ в четыре раза меньше совершённой гелием работы $A$. Найдите максимально возможное значение работы $A$ газа в таком процессе.
Решение:
Пусть $U_{0}$ и $U$ — начальное и конечное значения внутренней энергии газа. Переданная окружающей среде энергия равна $U_{0} — U$. Согласно первому началу термодинамики, она складывается из количества теплоты $Q = A/4$ и работы $A$; отсюда $U_{0} - U = (5/4)A$. Конечная внутренняя энергия гелия не может быть отрицательна, поэтому работа $A$ не может превосходить $(4/5)U_{0}$. При указанных в задаче численных данных гелий находится в газообразном состоянии. Считая одноатомный газ идеальным, находим: $U_{0} = (3/2)p_{0}V_{0}$.
Следовательно, максимально возможная работа гелия равна $A_{max} = (4/5)U_{0} = 1,2 p_{0}V_{0} = 120 Дж$.
