Каган И.Е. Еще раз о количестве теплоты

С этим понятием в школьном курсе физики учащиеся сталкиваются дважды: в VIII классе при изучении тепловых явлений и в X классе при изучении первого закона термодинамики.

На мой взгляд, при определении смысла количества теплоты в этих двух случаях имеется некоторое несоответствие.

В учебниках физики для VIII класса количество теплоты определяется как «мера изменения внутренней энергии при теплопередаче, т.е. без совершения работы» (формулировка № 1).

В X классе при изучении первого закона термодинамики учащиеся узнают, что количество теплоты ΔQ, сообщаемой термодинамической системе, идет на изменение внутренней энергии ΔU и совершение работы расширения Арасш, т.е.  (формулировка № 2).

В буквальном смысле получается, что в VIII классе  а в X классе допускается и неравенство этих величин.

Если учесть, что у ученика только одна голова, то чему он должен верить? Формулировке VIII класса или первому закону термодинамики, тем более, что в верности первого закона термодинамики никто не сомневается? И в этом все дело.

Вспомним, что первый закон термодинамики допускает равенство если работа расширения А_расш = 0. А это возможно только при изохорном процессе, т.е. когда объем постоянен и изменение объема равно нулю. Это существенно, особенно для газов.

Формулировка количества теплоты в VIII классе будет соответствовать смыслу первого закона термодинамики, если формулировку № 1 продлить: ..., т.е. без совершения работы при постоянном объеме или при очень незначительном его изменении, Тогда для газов на этом вся парадоксальность исчерпывается, а для многих твердых тел и жидкостей, которые имеют небольшое тепловое расширение с формулировкой количества теплоты в VIII классе можно будет согласиться.