Пример 22.Постоянная масса одноатомного идеального газа в изохорном процессе отдаёт количество теплоты
Q > 0. Как меняются в этом процессе объём и внутренняя энергия газа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается, 2) уменьшается, 3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник:
1. Демидова М.Ю., Грибов В.А. Методические рекомендации для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2025 года по физике. Москва, 2025. (https://web-physics.ru/smf/index.php?topic=673.0)
Анализ условия. 1) По условию газ одноатомный, а его масса m не изменяется.
2) По условию процесс изохорный, т.е. объем V газа не изменяется.
3) По условию газ отдаёт количество теплоты Q, т.е. количество теплоты Q < 0.
Определим, как изменяются объем V газа и его внутренняя энергия U, если газ отдаёт количество теплоты Q.
Решение. 1) Определим, как изменяется объем V газа, если газ отдаёт количество теплоты Q.
По условию процесс изохорный, т.е. объем V газа не изменяется.
Это соответствует изменению № 3.
2) Определим, как изменяется внутренняя энергия U, если газ отдаёт количество теплоты Q.
Внутренняя энергия U газа и количество теплоты Q можно связать первым законом термодинамики
\[Q=\Delta U+A,\]
где при изохорном процессе работа газа A = 0. Тогда
\[\Delta U=Q.\]
По условию газ отдаёт количество теплоты (Q < 0), тогда из полученного уравнения следует, что ΔU < 0, т.е. внутренняя энергия U газа уменьшается.
Это соответствует изменению № 2.
Ответ: 32.
Примечание. Запись в условии «Q > 0» — или это опечатка, или не совсем понятна идея автора задачи. По условию газ отдаёт количество теплоты, т.е. Q < 0.