Решение до правки #18131 от , автор gfernandez. Это не текущая версия.

Условие

5.6.9. Объясните, почему расширение газа при постоянной температуре (изотермическое расширение) возможно только при подведении к газу тепла.

Решение

Согласно первому закону термодинамики:

- работа, совершаемая газом. Газ совершает работу при расширении, в таком случае .

- изменение внутренней энергии. Отсюда видно, что если температура постоянна, то это изменение равно нулю.

Выходит, что количество теплоты, подведенное к газу должно быть положительным, чтобы равенство сохранялось.

Иными словами, если газ расширяется при постоянной температуре, то он совершает положительную работу, а его внутренняя энергия не изменяется. Это возможно только при подведении к газу энергии в виду теплоты.

Ответ

При расширении без подведения тепла газ совершает работу и охлаждается.