Первый закон термодинамики

Тренажер посвящен первому закону термодинамики: количество теплоты, переданное газу, идет на изменение его внутренней энергии и на работу газа, $Q = \Delta U + A$. Работа газа равна площади под графиком $p(V)$, при постоянном давлении $A = p\Delta V$; внутренняя энергия одноатомного идеального газа $U = \frac{3}{2}\nu RT$.

Тренажер предназначен для учеников 10 класса. Нужно следить за знаками: если газ отдает теплоту, $Q < 0$; если над газом совершают работу, работа газа отрицательна; изменение внутренней энергии может быть отрицательным, тогда и ответ отрицательный. Универсальная газовая постоянная принимается равной $8{,}31$ Дж/(моль·К).

Рядом с заданием нарисован газ под поршнем со стрелками теплопередачи и движения поршня или график процесса на клетчатой сетке (давление в килопаскалях, объем в литрах: их произведение — джоули). После ответа площадь под графиком закрашивается.

Задания создаются заново при каждом ответе, виды задач чередуются в случайном порядке:

• изменение внутренней энергии, количество теплоты или работа газа по двум другим величинам;
• первый закон в изохорном, изотермическом и адиабатном процессах;
• изменение внутренней энергии одноатомного газа при нагревании, изменение температуры, работа газа и количество теплоты при изобарном расширении;
• работа газа или работа внешних сил по графику $p(V)$: изобара, наклонный отрезок, процесс из изохоры и изобары.

Ответ вводится числом в указанной единице, при необходимости со знаком «минус». Для вычислений можно открыть калькулятор, а к каждому заданию есть решение по шагам.

В результате вы научитесь применять первый закон термодинамики к разным процессам и находить работу газа по графику.