Номер 1, страница 97 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Определите количество теплоты, сообщённое кислороду, если при изотермическом расширении работа, совершённая силой давления газа, $A = 6,4 \text{ кДж}$.

Дано:

Процесс: изотермическое расширение ($T = \text{const}$)
Работа, совершённая газом: $A = 6,4 \text{ кДж}$

$A = 6,4 \times 10^3 \text{ Дж}$

Найти:

Количество теплоты $Q$ - ?

Решение:

Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики. Он гласит, что количество теплоты ($Q$), переданное системе (в данном случае — кислороду), идёт на изменение её внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($A$) над внешними телами. Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

В условии указано, что процесс расширения газа является изотермическим. Это означает, что температура газа на протяжении всего процесса остаётся постоянной ($T = \text{const}$).

Внутренняя энергия идеального газа (модель, которую мы применяем для кислорода) зависит только от его температуры. Поскольку температура в изотермическом процессе не изменяется, внутренняя энергия газа также остаётся постоянной. Следовательно, изменение внутренней энергии равно нулю:

$\Delta U = 0$

Теперь подставим это значение в уравнение первого закона термодинамики:

$Q = 0 + A$

$Q = A$

Таким образом, при изотермическом процессе всё подведённое к газу количество теплоты полностью расходуется на совершение им работы.

Из условия задачи известно, что работа, совершённая газом, равна $A = 6,4 \text{ кДж}$. Следовательно, количество теплоты, сообщённое кислороду, равно этому же значению.

$Q = 6,4 \text{ кДж}$

Ответ: количество теплоты, сообщённое кислороду, равно $6,4 \text{ кДж}$.