Номер 4, страница 95 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

4. На что расходуется количество теплоты, сообщаемое системе при изобарном процессе?

Для ответа на этот вопрос необходимо использовать первое начало термодинамики, которое представляет собой закон сохранения энергии для тепловых процессов. Согласно этому закону, количество теплоты $Q$, сообщенное системе, расходуется на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A$ над внешними телами. Математически это выражается формулой:

$Q = \Delta U + A$

Рассмотрим эту формулу в контексте изобарного процесса, который характеризуется постоянством давления ($p = \text{const}$).

Во-первых, когда системе сообщается тепло, ее температура увеличивается. Внутренняя энергия термодинамической системы (например, идеального газа) напрямую зависит от ее температуры. Таким образом, часть подведенной теплоты идет на увеличение внутренней энергии системы. Так как температура растет, то $\Delta U > 0$.

Во-вторых, при подводе тепла и сохранении постоянного давления газ должен расширяться, то есть его объем $V$ увеличивается. Совершая расширение, газ выполняет работу против внешних сил (например, двигая поршень). Эта работа $A$ при постоянном давлении определяется как $A = p \cdot \Delta V$. Поскольку давление $p$ и изменение объема $\Delta V$ положительны, система совершает положительную работу. Следовательно, другая часть подведенной теплоты расходуется на совершение системой работы над внешними телами ($A > 0$).

Таким образом, при изобарном процессе сообщенное системе количество теплоты расходуется одновременно на два процесса: на увеличение ее внутренней энергии и на совершение работы.

Ответ: Количество теплоты, сообщаемое системе при изобарном процессе, расходуется на увеличение внутренней энергии системы и на совершение этой системой работы над внешними телами.