Решение: При изобарном расширении газа на 0,5 м3 ему было передано 0,26 МДж теплоты

Условие задачи:

При изобарном расширении газа на 0,5 м³ ему было передано 0,26 МДж теплоты. Рассчитать изменение внутренней энергии газа, если его давление 200 кПа.

Задача №5.5.15 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(p=const\), \(\Delta V=0,5\) м³, \(Q=0,26\) МДж, \(p=200\) кПа, \(\Delta U-?\)

Решение задачи:

Первое начало термодинамики гласит, что количество теплоты \(Q\), сообщенное газу, расходуется на изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\) и на совершение газом работы \(A\) против внешних сил.

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

Работу газа \(A\) в изобарном процессе легко найти по формуле:

\[A = p\Delta V\]

Подставим это выражение в формулу (1), тогда:

\[Q = \Delta U + p\Delta V\]

Теперь отсюда выразим искомое изменение внутренней энергии \(\Delta U\):

\[\Delta U = Q — p\Delta V\]

Посчитаем ответ:

\[\Delta U = 0,26 \cdot {10^6} — 200 \cdot {10^3} \cdot 0,5 = 160000\;Дж = 0,16\;МДж\]