Question

определите начальную внутреннюю энергию идеального газа, если при изобарном нагревании при давлении 200 кПа ему было сообщено 900 Дж теплоты. При этом объём газа увеличился от V1=2 л до V2=4л и его внутренняя энергия достигла значения 600 Дж. ​

Answer 1

Ответ:

100Дж

Объяснение:

По первому закону термодинамики:

Q=dU+A

Выразим внутреннюю энергию:

dU=Q-A

где работа А

A=p*dV

Где dV=V2-V1

Отсюда

A=p(V2-V1)

Отсюда

dU=Q-p(V2-V1)

Где dU= U2-U1

отсюда

U2-U1=Q-p(V2-V1)

отсюда

U1=U2-Q+p(V2-V1)

Подставим значения

U1=600Дж-900Дж+200*10³Па*(4-2)*10^(-3)м³

U1=100Дж

Answer 2

Определение начальной внутренней энергии идеального газа в данном случае можно выполнить с использованием закона сохранения энергии в форме первого начала термодинамики.

Закон сохранения энергии в форме первого начала термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии идеального газа равно сумме работы, совершенной над газом, и теплоты, переданной газу:

ΔU = Q - W

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - переданная газу теплота, W - работа, совершенная над газом.

В данном случае мы знаем, что газ нагревается изобарно, что означает, что давление газа остается постоянным. Также известно, что давление газа равно 200 кПа, и газу было сообщено 900 Дж теплоты.

Известно также, что объем газа увеличился с 2 л до 4 л, и его внутренняя энергия достигла значения 600 Дж.

Для определения начальной внутренней энергии газа, мы можем использовать формулу для работы, совершенной над газом в процессе изобарного нагревания:

W = P * ΔV

где W - работа, P - давление газа, ΔV - изменение объема газа.

В данном случае, давление газа P равно 200 кПа, а изменение объема газа ΔV равно разнице между конечным и начальным объемами:

ΔV = V2 - V1

Подставляя известные значения, мы можем найти работу, совершенную над газом:

W = P * (V2 - V1)

Теперь мы можем использовать закон сохранения энергии, чтобы определить начальную внутреннюю энергию газа:

ΔU = Q - W

U1 - U2 = Q - W

где U1 - начальная внутренняя энергия газа, U2 - конечная внутренняя энергия газа.

Подставляя известные значения, получаем:

U1 - 600 Дж = 900 Дж - (200 кПа) * (4 л - 2 л)

Вычисляя разность объемов и подставляя значения, получаем:

U1 - 600 Дж = 900 Дж - (200 кПа) * 2 л

U1 - 600 Дж = 900 Дж - 400 кПа * л

Мы можем решить это уравнение для U1:

U1 = 900 Дж - 400 кПа * л + 600 Дж

Здесь л - это значение разности объемов (V2 - V1), то есть 4 л - 2 л = 2 л.

Подставляя значение л и вычисляя результат, получаем:

U1 = 900 Дж - 400 кПа * 2 л + 600 Дж

U1 = 900 Дж - 800 кПа * л + 600 Дж

U1 = 1500 Дж - 800 кПа * л

Таким образом, начальная внутренняя энергия идеального газа равна 1500 Дж - 800 кПа * л.