Номер 4, страница 93 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

Сила давления идеального газа при изотермическом расширении совершила работу $A = 3640 \text{ Дж}$. Какое количество теплоты получил газ?

Дано:

Процесс - изотермическое расширение ($T = \text{const}$)
Работа газа $A = 3640$ Дж

Найти:

Количество теплоты $Q$ - ?

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся первым законом термодинамики, который гласит, что количество теплоты ($Q$), переданное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии ($\Delta U$) и на совершение системой работы ($A$) над внешними телами. Математически это выражается формулой:
$Q = \Delta U + A$

В условии задачи сказано, что расширение идеального газа происходит изотермически. Это означает, что температура газа в течение всего процесса остается постоянной ($T = \text{const}$).

Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. Поскольку температура не изменяется, то и изменение внутренней энергии газа равно нулю:
$\Delta U = 0$

Подставим это значение в уравнение первого закона термодинамики:
$Q = 0 + A$
$Q = A$

Это означает, что при изотермическом процессе все количество теплоты, полученное газом, полностью превращается в работу, совершаемую газом.

По условию задачи работа, совершенная газом, составляет $A = 3640$ Дж. Следовательно, количество теплоты, которое получил газ, также равно этому значению:
$Q = 3640$ Дж

Ответ: газ получил количество теплоты, равное 3640 Дж.