При изобарном процессе Q = A + ΔU

2.     2.  Кислород в количестве 1,38 моля сначала изобарно нагревается, а  затем изохорно охлаждается. При изобарном нагревании газ совершает работу 1400 Дж. Результирующее количество теплоты, получаемое газом за цикл, составляет 870 Дж. Определите, на сколько уменьшилась температура газа в результате изохорного процесса.

Общее количество теплоты равно Q = Q_1,2 + Q_2-3

3.      Определите количество теплоты, полученное одноатомным идеальным газом в количестве 2,74 моль в ходе процесса, изображенного на VT-диаграмме, если Т₀=290 К.

Для нахождения количества теплоты, полученной за цикл, необходимо найти количество теплоты на каждом процессе. Воспользуемся первым законом термодинамики для каждого участка. Участок 1-2 – изобарное расширение газа, 2-3 – изохорное охлаждение.

Q_1,2 = A_1.2 + ΔU_1,2; Q_2.3  = ΔU_2,3.

Q_1,2 = 3/2νR(3T₀  - 2T₀) + νR(3T₀  - 2T₀) = 2,5νRT₀  

Q_2,3 = 3/2νR(2T₀  - 3T₀) = -  1,5νRT₀

Q = 2,5νRT₀ – 1,5 νRT₀ = νRT₀;  Q = 2,74 ∙ 8,31 ∙ 290 = 6603 Дж.

2.     4.  Азот сначала изобарно нагревают, сообщая ему количество теплоты, равное 210 Дж, затем изохорно охлаждают до первоначальной температуры. Какое количество отдает азот при этом?

При изобарном нагревании Q_1,2 = A_1,2 + ΔU_1,2 = νR(T₂ – T₁) + 2,5νR(T₂ – T₁) = 3,5νR(T₂ – T₁).

При изохорном охлаждении Q_2,3 = ΔU_2,3 = 2,5νR(T₁ – T₂).

Так как по условию задачи известно количество теплоты, полученное при изобарном процессе, то Q_2,3 = - 5/7 Q_1,2.