.02 Молекулярная физика. Термодинамика

Запишем первый закон термодинамики:

где – количество теплоты, переданное газу, – изменение внутренней энергии, – работа газа.
Работа газа положительна, когда объём увеличивается и отрицательна, когда объём уменьшается.
Внутренняя энергия газа равна

где – количество вещества, – температура газа.
Уравнение Менделеева-Клапейрона:

где – давление, – объём газа.
В процесса 1-2 газ получает некоторое положительное количество теплоты, а его внутренняя энергия постоянна, следовательно, по первому закону термодинамики

Так как , то и , следовательно, объем увеличивается.
Так как в процессе 1-2 , то температура постоянна, отсюда по закону Бойля-Мариотта давление уменьшается.
В процессе 2-3 внутренняя энергия уменьшается (температура падает), количество теплоты не подводится к газу, следовательно, по первому закону термодинамики

Тогда и объем увеличивается. Давление тогда равно

так как температура падает, а объём увеличивается, то давление уменьшается.