Идеальный одноатомный газ в количестве 4 моль изохорно охлаждается до температуры $-15$ °С, отдавая при этом 2490 Дж теплоты. Определите начальную температуру газа.
Возможное решение.
В соответствии с первым законом термодинамики $Q=A+\Delta U$ количество теплоты $Q$, отведённое от газа, равно сумме совершённой над газом внешними силами работы $A$ и уменьшения его внутренней энергии $\Delta U$. Поскольку процесс, происходящий с газом, изохорный и объём газа остаётся неизменным, то работа внешних сил над газом в этом процессе равна нулю.
Изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа можно определить по формуле $\Delta U=\dfrac{3}{2}\nu R(T_2-T_1)$, где $\nu$ — количество вещества газа, $T_1$ и $T_2$ — его начальная и конечная абсолютные температуры соответственно.
В итоге получим: $T_1=T_2-\dfrac{2Q}{3\nu R}=258-\dfrac{2\cdot(-2490)}{3\cdot4\cdot8{,}31}\approx308$ К.
Ответ: $T_1\approx308$ К.