Аргон массой 40 г изобарно нагрели так, что его внутренняя энергия в ходе этого процесса увеличилась на 12 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу 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 аргон 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: $Q=\dfrac{5}{3}\Delta U=\dfrac{5}{3}\cdot12\cdot10^3=20\cdot10^3$ Дж $=20$ кДж.
Ответ: $Q=20$ кДж.