Задание 21 ЕГЭ по физике

1) Согласно первому началу термодинамики $Q=\Delta U+A.$

2) Выясним, что происходит с внутренней энергией газа $\Delta U=\dfrac{3}{2}vR\Delta T.$

3) Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для начального и конечного состояний: ${p}_{1}{V}_{1}=vR{T}_{1},\ {p}_{2}{V}_{2}=vR{T}_{2},$откуда $vR\Delta T={p}_{2}{V}_{2}-{p}_{1}{V}_{1},$ тогда $\Delta U=\dfrac{3}{2}({p}_{2}{V}_{2}-{p}_{1}{V}_{1}).$

4) Согласно рисунку$p_1 = p_2,\ а\ V_1 > V_2,$поэтому$\Delta U=\dfrac{3}{2}{p}_{1}({V}_{2}-{V}_{1})$Так как в рассматриваемом процессе газ сжимается, то$A < 0,$ поэтому$Q < 0.$