2023P.6.1

W tego typu zadaniach mamy do dyspozycji zawsze dużo różnych wzorów/zależności. Przede wszystkim wiemy, że ze zmianą objętości gazu wiąże się wykonywanie pracy. Jeśli gaz zwiększa objętość, to oznacza to, że w danej przemianie wykonuje on dodatnią pracę (a siły zewnętrzne ujemną) i na odwrót, jeśli gaz zmniejsza objętość (jego praca jest ujemna, a sił zewnętrznych dodatnia). Ponadto jeśli zmienia się temperatura gazu, to zmienia się również jego energia wewnętrzna. Energia wewnętrzna rośnie, gdy rośnie temperatura i maleje, gdy temp. maleje. To czy zmienia się temperatura na wykresie zależności p(V) możemy stwierdzić patrząc na to jak zmienia się iloczyn p*V w danej przemianie (wynika to z r. Clapeyrona, gdzie pV = nRT, więc T = pV/nR). Ponadto jeśli mamy przemianę izochoryczną lub izobaryczną, to możemy skorzystać ze wzoru na ciepło w danej przemianie: Q = n*c*deltaT - gdy deltaT > 0 (rośnie temperatura), to Q > 0, gdy deltaT < 0, to Q < 0. Oczywiście c to ciepło molowe przy stałym ciśnieniu lub objętości, w zależności od przemiany. No i na koniec mamy jeszcze zawsze do dyspozycji I zasadę termodynamiki: deltaU = Q + W, gdzie należy pamiętać, że W to praca sił zewnętrznych (czyli przeciwna do pracy gazu!). Z tych wszystkich zależności zawsze dojdziemy do poprawnego wyniku :) Tutaj wygląda to tak:

1: A-B to przemiana izotermiczna, więc nie zmienia się temperatura, więc deltaU = 0 (deltaU to zmiana energii wewnętrznej). Objętośc rośnie, więc Wgazu > 0, więc W < 0 (praca sił zewnętrznych to wartośc przeciwna do pracy gazu). A zatem z I zasady termodynamiki widzimy, że 0 = Q + W => Q = -W => Q > 0, czyli gaz pobiera ciepło. Więc pierwsze to fałsz.

2: fałsz, bo przemiana A-D nie jest izotermiczna (a to własnie w izotermicznej deltaU = 0). Mozna to zresztą sprawdzić, patrząc na to jak zmienia się iloczyn p*V - iloczyn ten zmalał, czyli energia wewnętrzna zmalała.

3: prawda, ponieważ jak mówiliśmy na zajęciach pracę można zawsze policzyć jako pole pod wykresem przemiany w ukłądzie p(V), a taki tutaj mamy. Widzimy, że pole pod wykresem przemiany właśnie A-B będzie największe, więc w tej przemianie gaz wykonał największą pracę.

Ok, dziękuję bardzo :)