Газ расширяется от объема v1 до объема v2 один раз изотермически, второй изобарически и третий адиабатически. При каком процессе газ совершает большую работу и газу передаётся большее количество теплоты?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи можно использовать первый закон термодинамики.

Изотермический процесс:
Q1 = W1 = nRTln(v2/v1)

Изобарический процесс:
Q2 = nCpΔT = nCpT(ln(v2/v1))
W2 = PΔV = nRT(ln(v2/v1))

Адиабатический процесс:
Q3 = 0
W3 = nCvT(ln(v2/v1))

Для определения, при каком процессе газ совершает большую работу, нужно найти наибольшее значение выражения nRT(ln(v2/v1)), так как работа - это всегда положительная величина.

Для нахождения процесса, при котором газу передается большее количество теплоты, можно сравнить значения Q1, Q2 и Q3 и выбрать процесс с наибольшим значением.

Из проведенных расчетов видно, что адиабатический процесс совершает наибольшую работу, так как значение nCvT(ln(v2/v1)) больше остальных.
Что касается передачи теплоты, то для изотермического процесса Q1 > Q2 > Q3, следовательно, в этом случае газу передается большее количество теплоты.