Какова работа, выполненная одноатомным газом, когда он изобарно расширяется от объема 2 до 7 дм^3 при давлении 0,3 МПа? Какое приращение внутренней энергии и количество подведенного тепла?
Ответ:
Работа (W) = P * (V2 — V1)
где P — давление газа в процессе расширения.
В данной задаче, газ расширяется от объема 2 до 7 дм^3 при давлении 0,3 МПа. Но для расчетов, давление нужно перевести в Па:
1 МПа = 1 * 10^6 Па
Таким образом, давление газа (P) равно:
P = 0,3 * 10^6 Па.
Объемы:
V1 = 2 дм^3
V2 = 7 дм^3
Теперь можем рассчитать работу (W):
W = P * (V2 — V1)
= (0,3 * 10^6 Па) * (7 — 2) дм^3
= 0,3 * 10^6 Па * 5 дм^3
= 1,5 * 10^6 Па * дм^3.
Таким образом, работа, выполненная газом, равна 1,5 * 10^6 Па * дм^3.
Теперь рассмотрим изменение внутренней энергии и количество подведенного тепла.
Для одноатомного идеального газа, изменение внутренней энергии равно работе, которую совершил газ:
ΔU = W.
Таким образом, изменение внутренней энергии равно 1,5 * 10^6 Па * дм^3.
Количество подведенного тепла (Q) в данном процессе можно рассчитать с помощью первого закона термодинамики:
Q = ΔU + W
В данном случае, ΔU = W, поэтому:
Q = ΔU + W
= (1,5 * 10^6 Па * дм^3) + (1,5 * 10^6 Па * дм^3)
= 3 * 10^6 Па * дм^3.
Таким образом, количество подведенного тепла (Q) равно 3 * 10^6 Па * дм^3.