Задание №10 — Первое начало термодинамики

Решение:

Используем первое начало термодинамики $Q = \Delta U + A$ и то, что для одноатомного неона $U = \frac{3}{2}\nu R T$, то есть знак $\Delta U$ совпадает со знаком $\Delta T$.

Процесс 1–2 (график А). В координатах $p$–$T$ отрезок вертикален: $T = \text{const}$, давление убывает от состояния 1 к состоянию 2. Процесс изотермический, поэтому $\Delta U = 0$. Из $V = \frac{\nu R T}{p}$ при уменьшении давления объём растёт, значит газ совершает положительную работу $A \gt 0$. Тогда $Q = A \gt 0$: газ получает положительное количество теплоты и совершает работу — утверждение 3.

Процесс 3–4 (график Б). В координатах $V$–$T$ отрезок горизонтален: $V = \text{const}$, а температура убывает (стрелка направлена от 3 к 4 в сторону меньших $T$). Процесс изохорный: $A = 0$ и $\Delta U = \frac{3}{2}\nu R \Delta T \lt 0$. Значит $Q = \Delta U \lt 0$: внутренняя энергия газа уменьшается, при этом газ отдаёт положительное количество теплоты — утверждение 4.

Ответ: 34