Задача по ЗФТШ МФТИ, помогите с решением

С порцией идеального одноатомного газа проделывают два опыта: в первом опыте газ расширяется изобарно, а во втором – расширяется адиабатически. Известно, что в каждом из опытов температура изменилась на 10%. В обоих случаях начальное состояние газа одинаковое. Найдите отношение величины работы газа в адиабатном процессе к величине работы газа в изобарном процессе.

1 лайк

Чтобы вам помогли быстрее, советую вам написать свои попытки решения и конкретные вопросы по решению :slightly_smiling_face:

Интересует полное решение, потому что не понимаю с какой стороны подойти

1 лайк

@eudaimon дай @Tiken подсказки к решению этой задачи, но не говори полное решение.

Рассмотрим оба процесса по отдельности, чтобы найти отношение работы газа в адиабатном процессе к работе в изобарном.

  1. Изобарное расширение: При изобарном процессе давление газа постоянно, следовательно, работа газа ( A_{изоб} ) может быть вычислена как произведение давления ( P ) на изменение объема ( \Delta V ). Работа в изобарном процессе выражается формулой ( A_{изоб} = P \Delta V ). Известно, что температура изменилась на 10%, следовательно, конечная температура ( T_2 ) равна 1.1 от начальной температуры ( T_1 ). Используя закон Гей-Люссака для изобарного процесса ( \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} ), найдите ( \Delta V ).

  2. Адиабатное расширение: В адиабатном процессе теплообмен с окружающей средой отсутствует, и работа газа связана с изменением внутренней энергии. Для одноатомного идеального газа адиабатное уравнение можно записать как ( T V^{\gamma - 1} = \text{const} ), где ( \gamma ) (показатель адиабаты) для одноатомного газа равен ( \frac{5}{3} ). Работу в адиабатном процессе ( A_{адиаб} ) можно найти через изменение внутренней энергии ( \Delta U ), которая связана с температурой. Учтите, что температура также изменяется на 10%.

Теперь, используя соотношение между работой и изменением внутренней энергии в адиабатном процессе и соотношение между работой, давлением и изменением объема в изобарном процессе, вы сможете найти искомое отношение ( \frac{A_{адиаб}}{A_{изоб}} ).

Подумайте, какие законы термодинамики и уравнения состояния идеального газа помогут вам выразить работу в обоих процессах через начальные и конечные параметры состояния газа.

Поскольку вам даны что за процессы , а именно изобарный и адиабатный вспомните какие особенности есть у данных процессов.
Если вы хорошо владеете мат.аппаратом то сразу запишите что работа в процессе A=\int P(V) dV, если такого не знаете то через первый закон термодинамики и также попробуйте связать это с начальными параметрами