3. Определите изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа определенной массы при переходе из состояния 1 в состояние 3 (см. Рисунок).

Решение: Из графика видно, что переход из состояния 1 в состояние 3 - изохорный процесс (объем не меняется). Это значит, что работа, совершенная газом, равна нулю. Тогда изменение внутренней энергии равно количеству теплоты, отданному газом: $$\Delta U = Q = \frac{3}{2}
u R \Delta T = \frac{3}{2} (p_3V_3 - p_1V_1)$$ Из графика видно, что: $$p_1 = 2 \cdot 10^5 \text{ Па}, V_1 = 5 \text{ л} = 5 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$$ $$p_3 = 1 \cdot 10^5 \text{ Па}, V_3 = 5 \text{ л} = 5 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$$ Тогда: $$\Delta U = \frac{3}{2} (1 \cdot 10^5 \text{ Па} \cdot 5 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 - 2 \cdot 10^5 \text{ Па} \cdot 5 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3) = \frac{3}{2} (500 - 1000) \text{ Дж} = \frac{3}{2} (-500) \text{ Дж} = -750 \text{ Дж}$$ Ответ: Изменение внутренней энергии равно -750 Дж.