В изо­бар­ном про­цес­се при не­из­мен­ном ко­ли­че­стве ве­ще­ства по за­ко­ну Гей-⁠Люс­са­ка, (А  — 2). В изо­хор­ном про­цес­се при не­из­мен­ном ко­ли­че­стве ве­ще­ства по за­ко­ну Шарля, (Б  — 1).

Ответ: 21.

В изо­хор­ном про­цес­се при не­из­мен­ном ко­ли­че­стве ве­ще­ства по за­ко­ну Шарля, (А  — 1). В изо­тер­ми­че­ском про­цес­се при не­из­мен­ном ко­ли­че­стве ве­ще­ства по за­ко­ну Бойля  — Ма­ри­от­та, (Б  — 3).

Ответ: 13.

Ис­па­ре­ние жид­ко­сти, в от­ли­чие от ки­пе­ния, про­ис­хо­дит при любой тем­пе­ра­ту­ре. Про­цесс ис­па­ре­ния воды из ватки пред­став­ля­ет собой вылет мо­ле­кул воды с ее по­верх­но­сти. При этом пре­иму­ще­ствен­но вы­ле­та­ют самые быст­рые мо­ле­ку­лы, тем самым сред­няя ки­не­ти­че­ская энер­гия дви­же­ния мо­ле­кул воды в ватке умень­ша­ет­ся, а зна­чит, умень­ша­ет­ся и тем­пе­ра­ту­ра ватки с водой, что отоб­ра­жа­ет­ся на по­ка­за­ни­ях тер­мо­мет­ра. Ко­неч­но, при­сут­ству­ет и об­рат­ный про­цесс, мо­ле­ку­лы жид­ко­сти кон­ден­си­ру­ют об­рат­но из во­дя­но­го пара, но при от­но­си­тель­ной влаж­но­сти окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха мень­ше 100% про­цесс ис­па­ре­ния пре­об­ла­да­ет. Внут­рен­няя энер­гия также умень­ша­ет­ся, по­сколь­ку, во-⁠пер­вых, умень­ша­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра, а во-⁠вто­рых, умень­ша­ет­ся ко­ли­че­ство воды в ватке.

Ответ: 33.

Вспом­ним все, что может по­тре­бо­вать­ся при ре­ше­нии дан­ной за­да­чи.

Для иде­аль­но­го газа внут­рен­няя энер­гия за­ви­сит толь­ко от тем­пе­ра­ту­ры: Сле­до­ва­тель­но, из­ме­нить внут­рен­нюю энер­гию иде­аль­но­го газа можно, толь­ко на­грев или охла­див его. Ра­бо­та газа все­гда свя­за­на с из­ме­не­ни­ем его объ­е­ма, если газ рас­ши­ря­ет­ся, он со­вер­ша­ет по­ло­жи­тель­ную ра­бо­ту, если сжи­ма­ет­ся, то от­ри­ца­тель­ную. На­ко­нец, иде­аль­ный газ под­чи­ня­ет­ся урав­не­нию со­сто­я­ния Кла­пей­ро­на  — Мен­де­ле­е­ва:

При изо­тер­ми­че­ском про­цес­се тем­пе­ра­ту­ра оста­ет­ся не­из­мен­ной, по­это­му внут­рен­няя энер­гия иде­аль­но­го газа не из­ме­ня­ет­ся, а зна­чит, со­глас­но пер­во­му на­ча­лу тер­мо­ди­на­ми­ки, все пе­ре­дан­ное тепло пол­но­стью пре­вра­ща­ет­ся в ра­бо­ту (А  — 2). При изо­бар­ном про­цес­се, то есть при по­сто­ян­ном дав­ле­нии, со­глас­но урав­не­нию Кла­пей­ро­на  — Мен­де­ле­е­ва, ме­ня­ет­ся как тем­пе­ра­ту­ра, так и объем газа, а зна­чит, в пра­вой части пер­во­го на­ча­ла тер­мо­ди­на­ми­ки от­лич­ны от нуля оба сла­га­е­мых: тепло идет и на уве­ли­че­ние внут­рен­ней энер­гии газа, и на ра­бо­ту (Б  — 3). На­ко­нец, при изо­хор­ном про­цес­се объем газа фик­си­ро­ва­на. Сле­до­ва­тель­но, все тепло идет на из­ме­не­ние внут­рен­ней энер­гии (В  — 1).

Ответ: 231.

При уста­нов­ле­нии теп­ло­во­го рав­но­ве­сия тем­пе­ра­ту­ры всех тел срав­ни­ва­ют­ся. Сле­до­ва­тель­но, вода в ка­ло­ри­мет­ре на­гре­ва­ет­ся, а бру­сок осты­ва­ет. Чем го­ря­чее тело, тем боль­ше его внут­рен­няя энер­гия. Таким об­ра­зом, внут­рен­няя энер­гия брус­ка умень­ша­ет­ся, а внут­рен­няя энер­гия воды уве­ли­чи­ва­ет­ся.

По­сколь­ку ка­ло­ри­метр изо­ли­ру­ет си­сте­му, тепло из вне в нее не по­сту­па­ет. Кроме того, никто не со­вер­ша­ет ра­бо­ты над ней, а зна­чит, со­глас­но пер­во­му на­ча­лу тер­мо­ди­на­ми­ки, сум­мар­ная внут­рен­няя энер­гия си­сте­мы оста­ет­ся не­из­мен­ной.

Ответ: 213.