Задание №10 — Первое начало термодинамики

Дано: Q = 0 Дж, ν = 1 моль, U↑

Решение:
Связь внутренней энергии с параметрами состояния выражается уравнением $U = \frac{3}{2} νRT ,$. Из данного выражения следует, что рост внутренней энергии неизбежно приводит к повышению температуры вещества: $\mathbf{Т} \uparrow ,$, так как между этими величинами существует прямая пропорциональность (1).

Согласно условию, теплообмен с окружающей средой отсутствует (процесс адиабатный), то есть Q = 0. На основе первого закона термодинамики получаем: $\Delta U = - A$. Рост внутренней энергии означает, что её вариация положительна, следовательно, работа самого газа должна быть отрицательной. Это свидетельствует о том, что происходит сжатие (уменьшение объёма): $\mathbf{V} \downarrow ( 2 ) .$

В результате уменьшения занимаемого объёма возрастает концентрация молекул ($n = \frac{N}{V}$). Учитывая одновременный рост температуры и концентрации, в соответствии с формулой $p = nkT$ можно сделать вывод, что давление газа также станет больше: $\mathbf{p} \uparrow ( 1 ) .$

Ответ: 112

Источник: ФИПИ