Если в некотором процессе подведенная к газу теплота равна изменению его внутренней энергии, то такой процесс является: А) изотермическим Б) адиабатическим В) изохорным Г) изобарным Д) такой процесс не возможен Ответ объясните.
Если в некотором процессе подведенная к газу теплота равна изменению его внутренней энергии, то такой процесс является: А) изотермическим Б) адиабатическим В) изохорным Г) изобарным Д) такой процесс не возможен Ответ объясните.
Если в некотором процессе подведенная к газу теплота равна изменению его внутренней энергии, то такой процесс является изохорным.
Изохорный процесс характеризуется постоянным объемом газа. При этом подведенная к газу теплота увеличивает его внутреннюю энергию, так как газ не совершает работы на расширение. Поэтому изменение внутренней энергии в изохорном процессе равно подведенной теплоте.
Изотермический процесс характеризуется постоянной температурой, адиабатический - отсутствием теплообмена с окружающей средой, изобарный - постоянным давлением.
В данном вопросе речь идет о тепловом процессе, в котором подведенная к газу теплота равна изменению его внутренней энергии. Это означает, что работа, совершенная газом, равна нулю. Давайте подробнее рассмотрим каждый из перечисленных процессов:
А) Изотермический процесс (постоянная температура): В изотермическом процессе температура газа остается постоянной. Согласно уравнению состояния идеального газа и закону Бойля-Мариотта, при постоянной температуре внутренняя энергия идеального газа не меняется, так как она зависит только от температуры. Следовательно, если температура не изменяется, то и внутренняя энергия не изменяется. Таким образом, весь подведенный к газу теплообмен уходит на совершение работы, но не на изменение внутренней энергии. Следовательно, этот процесс не подходит.
Б) Адиабатический процесс (ни теплообмена): В адиабатическом процессе газ не обменивается теплотой с окружающей средой, то есть подведенная теплота равна нулю. Изменение внутренней энергии равно работе, которую совершает газ. Поскольку в условии задачи сказано, что подведенная теплота равна изменению внутренней энергии, то это противоречит определению адиабатического процесса. Этот процесс тоже не подходит.
В) Изохорный процесс (постоянный объем): В изохорном процессе объем газа остается постоянным, поэтому работа, совершенная газом, равна нулю (так как работа газа связана с изменением объема). Согласно первому закону термодинамики, подведенная теплота в изохорном процессе полностью идет на изменение внутренней энергии, так как ( Q = \Delta U ) и ( \Delta W = 0 ). Таким образом, изохорный процесс соответствует условию задачи.
Г) Изобарный процесс (постоянное давление): В изобарном процессе давление газа остается постоянным. В этом случае подведенная к газу теплота расходуется как на изменение внутренней энергии, так и на совершение работы, связанной с изменением объема. Следовательно, изобарный процесс не удовлетворяет условию задачи.
Д) Такой процесс невозможен: На основании рассмотрения изохорного процесса видно, что такой процесс вполне возможен.
Таким образом, правильный ответ – В) изохорный процесс.
