Question

Помогите решить задание по физике  1. Газ, содержащийся в сосуде под поршнем, расширился изобарно при давлении 2 · 105 Па от объема V1 = 15 л до объема V2 = 25 л. а) Определите работу, которую совершил газ при расширении. Изобразите этот процесс графически в координатах р, V и дайте геометрическое истолкование совершенной работе. б) Какое количество теплоты было сообщено газу, если внутренняя энергия воздуха при расширении увеличилась на 1 кДж? в) На сколько изменилась температура газа, если его масса 30 г? 2. В алюминиевой кастрюле массой 0,3 кг находится вода массой 0,5 кг и лед массой 90 г при температуре 0 °С. а) Какое количество теплоты потребуется, чтобы довести содержимое кастрюли до кипения? б) Какое количество теплоты поступало к кастрюле в единицу времени и какая часть тепла не использовалась, если нагревание длилось 10 мин? Мощность нагреваВт. в) Какая часть воды выкипит, если нагревание проводить в 2 раза дольше? 3. Тепловая машина, работающая по циклу Карно, за один цикл совершает работу, равную 2,5 кДж, и отдает холодильнику количество теплоты, равное 2,5 кДж. а) Определите КПД тепловой машины. б) Чему равна температура нагревателя, если температура холодильника 17 °С? в) Какое топливо использовалось в тепловой машине, если за один цикл сгорало 0,12 г топлива?

Answer 1

Которую совершил газ, при расширении. Изобразите этот процесс графически в координатах р, V и дайте геометрическое истолкование совершенной работе. Б) Какое количество теплоты было сообщено газу, если его внутренняя энергия при расширении увеличилась на 1 кДж? В) На сколько изменилась температура газа, если его масса 30 г?

Answer 2

Конечно, я могу помочь вам с решением задач по физике. Давайте по порядку рассмотрим каждую задачу.

1. Газ, содержащийся в сосуде под поршнем, расширился изобарно при давлении 2 · 105 Па от объема V1 = 15 л до объема V2 = 25 л.

а) Для определения работы, которую совершил газ при расширении, мы можем использовать следующую формулу:

$W = P \cdot \Delta V$

где W - работа, P - давление и $\Delta V$ - изменение объема.

Подставляя значения, получаем:

$W = (2 \cdot 10^5 \, \text{Па}) \cdot (25 \, \text{л} - 15 \, \text{л})$

$W = 2 \cdot 10^5 \, \text{Па} \cdot 10 \, \text{л}$

$W = 2 \cdot 10^6 \, \text{Дж}$

Таким образом, газ совершил работу 2 мегаджоуля.

Чтобы изобразить этот процесс графически в координатах р, V, нарисуем график прямой линии, так как процесс происходит изобарно (при постоянном давлении). Ось V будет горизонтальной, а ось р - вертикальной. Начальная точка графика будет соответствовать V1 и P, а конечная точка - V2 и P.

Геометрическое истолкование совершенной работы: площадь под графиком процесса соответствует совершенной работе. В данном случае, это прямоугольник со сторонами P и $\Delta V$.

б) Для определения количества теплоты, сообщенного газу, мы можем использовать первый закон термодинамики:

$\Delta U = Q - W$

где $\Delta U$ - изменение внутренней энергии газа, Q - количество теплоты и W - совершенная работа.

По условию, $\Delta U = 1 \, \text{кДж} = 1000 \, \text{Дж}$, и W мы уже вычислили в предыдущем пункте.

Подставляя значения, получаем:

$1000 \, \text{Дж} = Q - 2 \cdot 10^6 \, \text{Дж}$

$Q = 1000 \, \text{Дж} + 2 \cdot 10^6 \, \text{Дж}$

$$$$