Теплота на участке 2–3 (C3)

Выделим два события: 1) изотермическое расширение (участок 1–2) при температуре \(T_1 = 300\) К и 2) изохорное (в соответствии с участком графика 2–3) охлаждение газа.

1. Изотермический процесс (1–2) даёт знание температуры \(T_2 = 300\) К.

2. Опишем уравнениями изохорное охлаждение (2–3). С одной стороны, для одноатомного идеального газа \(\Delta U = \dfrac{3}{2}\nu R\Delta T\). С другой — по первому закону термодинамики \(\Delta U = Q + A\), где \(A = 0\) при изохорном процессе. Иначе \(\Delta U = Q\), то есть \(Q = \Delta U = \dfrac{3}{2}\nu R\Delta T\) (1).

При изохорном процессе \(p_2/p_3 = T_2/T_3\). Так как давление уменьшилось в 3 раза, то и температура уменьшилась в 3 раза, т.е. \(T_3 = 100\) К, а \(\Delta T = 200\) К. Подставив это значение в (1), получим \(Q = 2493\) Дж.