Первый закон термодинамики в общем виде можно записать как:
[ \Delta U = Q - A ]
где:
- (\Delta U) — это изменение внутренней энергии системы.
- (Q) — это количество теплоты, переданное системе.
- (A) — это работа, совершенная системой.
Теперь рассмотрим адиабатный процесс. В адиабатном процессе теплообмен с окружающей средой отсутствует, то есть (Q = 0). Это означает, что система не получает и не отдает теплоту. Таким образом, первое уравнение термодинамики для адиабатного процесса принимает вид:
[ \Delta U = Q - A ]
Подставляя (Q = 0), получаем:
[ \Delta U = -A ]
Это уравнение означает, что изменение внутренней энергии системы равно работе, совершенной над системой (или работой, совершенной системой, взятой с противоположным знаком).
Теперь обратимся к вариантам ответа:
а) (\Delta U = Q) — это выражение соответствует изохорному процессу, где весь подведенный тепловой поток идет на изменение внутренней энергии, но оно не подходит для адиабатного процесса.
б) (\Delta U = A) — это выражение неверно, так как оно не учитывает знаковую связь между внутренней энергией и работой в адиабатическом процессе.
в) (\Delta U = 0) — это выражение соответствует изотермическому процессу, где температура остается постоянной и внутренней энергии не меняется.
г) (Q = -A) — это наиболее подходящее выражение для адиабатического процесса, так как (Q = 0) и (\Delta U = -A).
Таким образом, правильный ответ — это вариант (г): (Q = -A).