Question

Одноатомный идеальный газ, находящийся в цилиндре под поршнем, расширяется , газ совершает работу 200 Дж. Какое количество теплоты было передано газу?

Answer 1

Ответ:

По 1 закону термодинамики: Q = A + U, A = P V (изопроцесс изобарный) U = 1,5 P V (i = 3) Q = 2,5 P V, P V = A = Q / 2,5 A = 200 / 2,5 = 80 Дж

Объяснение:

:3

Answer 2

Когда одноатомный идеальный газ расширяется под поршнем и совершает работу, часть энергии переходит в работу, а часть в тепло. Согласно первому закону термодинамики:

ΔU = Q - W

где: ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - количество теплоты, переданное газу, W - работа, совершенная газом над окружающей средой.

В данном случае работа положительна (газ расширяется), поэтому ΔU = Q - 200 Дж.

Одноатомный идеальный газ имеет пять степеней свободы, и его внутренняя энергия связана с температурой следующим образом:

ΔU = (5/2) * n * R * ΔT

где: n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, ΔT - изменение температуры.

Так как газ одноатомный, то c_p (удельная теплоемкость при постоянном давлении) равно (5/2) * R. Теперь мы можем записать выражение для изменения внутренней энергии:

ΔU = (c_p - c_v) * n * ΔT

где: c_p - удельная теплоемкость при постоянном давлении, c_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме.

Для одноатомного идеального газа c_p - c_v = R.

Теперь мы можем подставить это в наше уравнение для изменения внутренней энергии:

ΔU = R * n * ΔT

Из вышеуказанных уравнений мы видим, что изменение внутренней энергии газа связано с изменением температуры и универсальной газовой постоянной R. Мы знаем, что ΔU = Q - 200 Дж, поэтому:

Q - 200 Дж = R * n * ΔT

Теперь, чтобы найти количество теплоты Q, нам нужно знать изменение температуры ΔT. Без этой информации мы не можем точно определить Q.