4 На РИ-диаграмме показан процесс изменения состояния постоянной массы газа. Внутренняя энергия газа увеличилась на 20 кДж. Каково количество теплоты, полученное газом?

Решение:

На $$p, V$$-диаграмме показан изобарный процесс (давление постоянно). Работа газа при изобарном процессе: $$A = p \Delta V$$.

Из рисунка видно, что давление изменилось от $$p_0$$ до $$2p_0$$, а объем не изменился. $$V_1 = V_2 = V_0$$.

Работа $$A = p_0(V_2-V_1) = p_0(V_0 - V_0) = 0$$.

Первый закон термодинамики: $$Q = \Delta U + A$$.

Изменение внутренней энергии: $$\Delta U = 20 \text{ кДж}$$.

Тогда, количество теплоты, полученное газом: $$Q = 20 + 0 = 20 \text{ кДж}$$.

Ответ: 20 кДж