Для решения задачи воспользуемся первым законом термодинамики:
[
\Delta U = Q - A,
]
где (\Delta U) — изменение внутренней энергии, (Q) — количество теплоты, отданное или поглощённое газом, (A) — работа, совершённая газом.
На TV-диаграмме видно, что в процессе от состояния 1 до состояния 2 температура остается постоянной, это изобарический процесс. Для одноатомного идеального газа изменение внутренней энергии ((\Delta U)) при постоянном объёме можно определить по формуле:
[
\Delta U = \frac{3}{2} nR \Delta T.
]
Поскольку температура не меняется в процессе 1-2 ((\Delta T = 0)), (\Delta U = 0).
Таким образом, первое уравнение термодинамики упрощается до:
[
0 = Q - A \quad \Rightarrow \quad Q = A.
]
Поскольку работа, совершенная внешними силами, равна 5 кДж, количество теплоты, отданное газом, будет также 5 кДж. Поэтому верный ответ:
b. 5 кДж
