Question

В сосуде объёмом 250 л под тяжёлым поршнем находится кислород. Давление кислорода 300 кПа. В изобарном процессе плотность газа уменьшилась в 5 раз. Какую работу совершил газ в этом процессе?

Answer 1

Ответ:

Газ совершил работу, равную 300кДж

Объяснение:

V₁ = 250л = 250·10⁻³м³

р₁ = р₂ = 300кПа = 300·10³Па (процесс изобарный)

ρо₁ = 5ρо₂ (соотношение плотностей)

А - ? -

-------------------------------------

А = р ·ΔV

масса газа в ходе процесса не изменилась

m = ρо₁·V₁ = ρо₂·V₂

ρо₁ : ρо₂  = V₂ : V₁

5ρо₂  : ρо₂ =  V₂ : V₁

5 = V₂ : V₁ ⇒ V₂ = 5V₁

ΔV = V₂ - V₁ = 5V₁ - V₁ = 4V₁

A = p · 4V₁ = 300·10³ · 4 · 250·10⁻³ = 300 000(Дж) = 300кДЖ

Answer 2

Для решения этой задачи, необходимо знать, что работа, совершаемая газом в изобарном процессе, вычисляется как произведение изменения объёма газа на давление. В данном случае, объём газа изменился, а давление осталось постоянным.

Из условия задачи известно, что объём сосуда составляет 250 л, а давление кислорода равно 300 кПа. Поскольку процесс является изобарным, давление остаётся неизменным во время процесса.

Поскольку плотность газа уменьшилась в 5 раз, это означает, что новая плотность составляет 1/5 от исходной плотности. Поскольку плотность газа пропорциональна массе газа, можно сказать, что масса газа увеличилась в 5 раз.

Поскольку давление и объём не изменились, то в соответствии с уравнением состояния идеального газа PV = nRT, количество вещества газа (n) остаётся неизменным.

Теперь мы можем рассчитать исходный объём газа по уравнению состояния идеального газа:

V1 = (nRT) / P

где V1 - исходный объём газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах и P - давление газа.

Так как у нас нет информации о температуре газа, мы не можем точно рассчитать исходный объём газа. Поэтому нам не дана полная информация для решения задачи.