Термодинамика не интересуется молекулами: она связывает теплоту, работу и внутреннюю энергию балансом. Главная трудность — знаки: кто над кем совершает работу и куда идёт теплота.
Что нужно знать
- Внутренняя энергия одноатомного идеального газа: $U = \dfrac{3}{2} \cdot \dfrac{m}{M} R T$ — зависит только от температуры.
- Работа газа при постоянном давлении: $A = p \Delta V$; на графике $p$–$V$ это площадь под кривой.
- Первый закон термодинамики: $Q = \Delta U + A$, где $A$ — работа, совершённая газом.
- В изотермическом процессе $\Delta U = 0$, значит $Q = A$.
- В изохорном $A = 0$, значит $Q = \Delta U$.
- В адиабатном $Q = 0$, значит газ совершает работу за счёт внутренней энергии и остывает.
- КПД тепловой машины $\eta = \dfrac{Q_1 - Q_2}{Q_1}$; максимум даёт цикл Карно: $\eta_{\max} = \dfrac{T_1 - T_2}{T_1}$.
Где чаще всего ошибаются
- Путают работу газа и работу над газом: они различаются знаком.
- Считают, что внутренняя энергия зависит от объёма: у идеального газа только от температуры.
- Получают КПД выше значения для цикла Карно и не видят противоречия со вторым законом.
- Подставляют в формулу Карно температуры в градусах Цельсия.
Проверить себя
По этой же главе есть проверочная работа из 11 заданий на 25 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Физика · 10 класс · Мякишев, 2024 · Глава 13 · Основы термодинамики