Решение: Какой процесс произошёл при сжатии идеального газа, если работа, совершаемая

Условие задачи:

Какой процесс произошёл при сжатии идеального газа, если работа, совершаемая внешними силами над газом, равна изменению внутренней энергии газа?

Задача №5.5.9 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(A_{над}=\Delta U\)

Решение задачи:

Давайте запишем первое начало термодинамики, согласно которому количество теплоты \(Q\), сообщённое газу, расходуется на изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\) и на совершение газом работы \(A\).

\[Q = \Delta U + A\;\;\;\;(1)\]

Приведённая в условии работа внешних сил над газом \(A_{над}\) связана с работой газа \(A\) по формуле:

\[{A_{над}} = — A \Rightarrow A = — {A_{над}}\]

Тогда равенство (1) примет вид:

\[Q = \Delta U — {A_{над}}\]

По условию задачи работа внешних сил равна изменению внутренней энергии газа, то есть \(A_{над}=\Delta U\), поэтому:

\[Q = \Delta U — \Delta U\]

\[Q = 0\]

Газовый процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой (\(Q=0\)), называется адиабатным.