Чтобы решить эту задачу, нужно рассмотреть условия, при которых работает идеальный одноатомный газ в различных процессах. Рассмотрим каждую стадию:
Адиабатное расширение (процесс 1-2): В процессе адиабатного расширения газ расширяется без теплообмена с окружающей средой. Работа, совершаемая газом в этом процессе, равна 10 кДж.
Изобара (процесс 2-3): В процессе изобарного расширения давление газа остается постоянным. Температура газа в точке 3 равна температуре газа в точке 1, то есть T₃ = T₁. Это означает, что газ возвращается к своей начальной температуре после завершения двух процессов.
Теперь, поскольку в процессе 1-2 работа составила 10 кДж, важно понять, что по первому закону термодинамики (ΔU = Q - W) для изобара мы можем написать следующее:
Работа в процессе изобара (2-3) будет связана с изменением внутренней энергии газа. Поскольку температура остается постоянной (T₃ = T₁), внутренная энергия газа не меняется (для одноатомного газа U ∝ T), следовательно, ΔU = 0.
По первому закону термодинамики для изобарного процесса:
[ \Delta U = Q - W_{изобар} ]
Так как ΔU = 0 (из-за постоянной температуры), мы можем записать это уравнение как:
[ 0 = Q - W_{изобар} ]
Таким образом, Q = W_{изобар}, что означает, что вся работа, которую газ совершает в процессе 2-3, будет равна количеству теплоты, переданному газу.
В условиях задачи не указано количество теплоты, переданной в процессе 2-3, но поскольку у нас имеется значением работы в процессе 1-2 (10 кДж), можно предположить, что работа, совершенная газом в процессе 2-3, может быть равна ему, если не было указано иное.
Таким образом, если газ не теряет и не требует остальной энергии в процессе 2-3, можно сделать вывод, что работа, совершенная газом в процессе 2-3, также равна 10 кДж.
Ответ: Работа, совершенная газом в процессе 2-3, равна 10 кДж.
