Дано: Q = 9 кДж, работа внешних сил W = 4 кДж, T₂ = 492 K.
Найти: температуру холодильника.
Решение:
По первому началу термодинамики для замкнутого процесса:
ΔU = Q - W,
где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - получаемое количество теплоты, W - работа внешних сил.
Так как известны Q и W, то
ΔU = 9 - 4 = 5 кДж.
Для одноатомного газа изменение внутренней энергии связано с изменением температуры следующим образом:
ΔU = nCvΔT,
где n - количество вещества, Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.
Так как процесс изотермический, то ΔU = 0, и следовательно, ΔT = 0.
Тогда температура холодильника равна температуре окружающей среды:
T₁ = T₂,
T₁ = 492 K.
Ответ: Температура холодильника устройства равна 492 K.