Question

На сколько изменился объем газа при совершении им работы под давлением 6 МПа. Количество теплоты, переданное газу от нагревателя 400 Дж, известно что 25 % энергии было затрачено на увеличение внутренней энергии газа

Answer 1

Ответ:

В 2 раза меньше

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо знать, как связан объем газа, совершившего работу под постоянным давлением, с переданной ему теплотой и изменением его внутренней энергии.

Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии газа равно сумме переданной ему теплоты и работы, совершенной над газом:

ΔU = Q - PΔV,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - количество теплоты, переданное газу, P - давление, под которым совершается работа, ΔV - изменение объема газа.

При этом, если газ совершает работу при постоянном давлении, то справедлива формула для работы:

A = PΔV,

где A - работа, совершенная над газом.

Подставляя выражение для работы в уравнение первого закона термодинамики, получаем:

ΔU = Q - A.

Так как в задаче известно, что 25% переданной газу теплоты затрачено на увеличение его внутренней энергии, то можно записать:

ΔU = 0,75Q.

Тогда из уравнения первого закона термодинамики можно выразить изменение объема газа:

ΔV = A/P = (Q - ΔU)/P = (Q - 0,75Q)/P = 0,25Q/P.

Таким образом, изменение объема газа равно 0,25 раз переданной газу теплоты, деленной на давление, под которым совершается работа:

ΔV = 0,25Q/P = 0,25 * 400 Дж / 6 МПа = 0,0167 м³.

Ответ: объем газа увеличился на 0,0167 м³.