1. Газ получил количество теплоты 300 Дж, его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж. Чему равна работа, совершенная газом? 2. Тепловая машина за цикл получает от нагревателя количество теплоты 100 Дж и отдаёт холодильнику 75 Дж. Чему равен КПД машины?

1. Используем первое начало термодинамики для газа (работа совершена газом):

где $Q$ — полученное газом количество теплоты, $\Delta U$ — изменение внутренней энергии, $A$ — работа газа.

Дано: $Q=300\ \text{Дж}$, $\Delta U=200\ \text{Дж}$.

Тогда:

Ответ: работа, совершённая газом, $A = 100\ \text{Дж}$.

2. КПД тепловой машины:

где $Q_1$ — теплота, полученная от нагревателя, $A$ — полезная работа за цикл.

По первому началу для цикла: изменение внутренней энергии за цикл равно нулю, поэтому работа равна разности полученной и отданной теплоты:

Дано: $Q_1=100\ \text{Дж}$, $Q_2=75\ \text{Дж}$.

Находим работу:

Теперь КПД:

Ответ: КПД машины $\eta = 25\%$.