Решение: Сколько тепла получил газ, если известно, что для его сжатия была совершена работа

Условие задачи:

Сколько тепла получил газ, если известно, что для его сжатия была совершена работа 8 кДж, а приращение внутренней энергии составило 24,5 кДж?

Задача №5.5.4 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(A_{над}=8\) кДж, \(\Delta U=24,5\) кДж, \(Q-?\)

Решение задачи:

Воспользуемся первым законом термодинамики, согласно которому количество теплоты \(Q\), сообщенное газу, расходуется на изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\) и на совершение газом работы \(A\).

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

Прошу обратить Ваше внимание на то, что в данном случае не газ совершал работу, а над газом совершали работу. Кстати, газ не может сжиматься сам — это ещё один довод в пользу того, что работу совершали именно внешние силы.

Между работой газа \(A\) и работой внешних сил над газом \(A_{над}\) существует следующее простое соотношение:

\[A = — {A_{над}}\]

Тогда равенство (1) примет такой вид:

\[Q = \Delta U — {A_{над}}\]

Посчитаем ответ:

\[Q = 24,5 — 8 = 16,5\;кДж\]