Question

При изобарном расширении 20 г водорода его обьем уменьшился в 2 раза. Начальная температура газа 300К. Определить работу расширения газа, изменение внутренней энергии и количество теплоты, сообщенной этому газу

Answer 1

1найдем конечную температуру
V1/T1=V2/T2
T2=T1*V2/V1=2*T1
ΔT=T2-T1=T1=300К
A= ню*R*ΔT=20*8,3*300=49,86 кДж
ΔU =5/2 * ню* R*ΔT=1,5*49,86=124,65 кДж

Answer 2

Для решения данной задачи, нам понадобятся уравнение состояния идеального газа, а также уравнение для работы расширения газа.

Уравнение состояния идеального газа: PV = nRT

где: P - давление газа V - объем газа n - количество вещества (в молях) R - универсальная газовая постоянная (R = 8.31 Дж/(моль·К)) T - температура газа в Кельвинах

Уравнение для работы расширения газа: Работа (W) = -PΔV

где: ΔV - изменение объема газа

Из условия задачи известно, что при изобарном расширении 20 г водорода его объем уменьшился в 2 раза. Предположим, что начальный объем газа был V1, а конечный объем - V2.

Таким образом, начальное давление газа (P1) можно найти, используя уравнение состояния идеального газа для начальных условий: P1V1 = nRT

Аналогично, конечное давление газа (P2) можно найти, используя уравнение состояния идеального газа для конечных условий: P2V2 = nRT

Поскольку давление газа остается постоянным (изобарный процесс), P1 = P2 = P.

Из условия также известно, что начальная температура газа (T1) составляет 300 К.

Итак, мы можем выразить количество вещества (n) и конечную температуру (T2) через начальные условия: n = (P1V1) / (RT1) T2 = (P2V2) / (nR)

Теперь мы можем рассчитать работу расширения газа (W), изменение внутренней энергии (ΔU) и количество теплоты (Q), используя следующие формулы:

Работа (W) = -PΔV ΔU = Q - W

Расчеты:

1. Рассчитаем начальное количество вещества (n): n = (P1V1) / (RT1) = (P2V2) / (RT1)

2. Рассчитаем конечную температуру (T2): T2 = (P2V2) / (nR)

3. Рассчитаем работу расширения газа (W): W = -PΔV = -P(V2 - V1)

4. Рассчитаем изменение внутренней энергии (ΔU): ΔU