Неон массой 20 г изобарно нагрели, сообщив ему количество теплоты, равное 10 кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе?
Возможное решение.
В соответствии с первым законом термодинамики $Q=A+\Delta U$ количество теплоты $Q$, переданное газу, расходуется на совершение газом работы $A$ и увеличение его внутренней энергии $\Delta U$. Поскольку процесс, происходящий с газом, изобарный и давление газа остаётся неизменным, то работа газа в этом процессе определяется по формуле $A=p(V_2-V_1)$, где $p$ — давление газа, $V_1$ и $V_2$ — его начальный и конечный объёмы соответственно.
Поскольку неон является одноатомным газом, то изменение его внутренней энергии в изобарном процессе можно определить по формуле:
$\Delta U=\dfrac{3}{2}p(V_2-V_1)=\dfrac{3}{2}A$.
В итоге получим: $A=\dfrac{2}{5}Q=\dfrac{2}{5}\cdot10\cdot10^3=4\cdot10^3$ Дж $=4$ кДж.
Ответ: $A=4$ кДж.