Если Q - количество теплоты, отданное газом, A - работа, совершенная силами давления газа, то при изобарном...

При изобарном процессе давление газа остаётся постоянным. Рассмотрим, как изменяется внутренняя энергия идеального газа в таком процессе.

Первый закон термодинамики гласит, что изменение внутренней энергии системы ((\Delta U)) равно количеству теплоты ((Q)), подведённому к системе, минус работа ((A)), совершённая системой:

[ \Delta U = Q - A ]

Теперь применим этот закон к изобарному охлаждению идеального газа. В изобарном процессе работа, совершенная газом, связана с изменением объема. Формула для работы в изобарном процессе:

[ A = P \Delta V ]

где (P) — постоянное давление, а (\Delta V) — изменение объема.

При охлаждении идеального газа при постоянном давлении газ отдаёт тепло, то есть (Q < 0). Работа (A) при этом может быть положительной, если объем увеличивается, или отрицательной, если объем уменьшается.

В случае изобарного охлаждения объём газа уменьшается, поэтому работа (A), выполненная газом, будет отрицательной. Подставляя это в уравнение первого закона термодинамики:

[ \Delta U = Q - A = Q + |A| ]

где (|A|) — модуль работы, так как работа отрицательна.

Таким образом, изменение внутренней энергии (\Delta U) будет больше по модулю, чем количество теплоты, отданное газом, поскольку работа (A) отрицательна и, по сути, добавляется к (Q).

Теперь, анализируя предложенные варианты:

• а) (\Delta U = A) — неверно, так как изменение внутренней энергии связано с теплотой и работой.
• б) (\Delta U = Q) — неверно, так как работа тоже влияет на изменение внутренней энергии.
• в) (\Delta U = Q - A) — верно, это и есть первый закон термодинамики.
• г) (\Delta U < Q) — неверно, так как при отрицательной работе (|A|) добавляется к (Q).
• д) (\Delta U = 0) — неверно, так как оба (Q) и (A) влияют на (\Delta U).

Таким образом, правильный ответ — в) (\Delta U = Q - A).

При изобарном охлаждении идеального газа внутренняя энергия изменяется в соответствии с формулой ΔU = Q - A.

Это связано с тем, что внутренняя энергия газа может изменяться за счет теплопередачи (Q) и работы, совершенной газом (A). В случае изобарного процесса, при котором давление газа остается постоянным, работа, совершенная газом, равна произведению давления на изменение объема газа, то есть A = PΔV.

Следовательно, изменение внутренней энергии газа будет равно разности теплопередачи и работы, что и отражает формула ΔU = Q - A.