Question

Газ изотермически расширился от объема 2л до объема 5л. Если газ находился под давлением 0,2 МПа, то работа совершенная газом равна: А) 1000 Дж В) 900 Дж С) 600 Дж D) 300 Дж Е) 500 Дж

Answer 1

Дано:
p= 0,2МПа=0,2*10^6Па
V1= 2л
V2= 5л
Найти: А-?

Решение:
Формула: А=рΔ V
ΔV= V2-V1= 5-2=3 л
Переведём в СИ: 1л= 0,001 м^3
У нас: 3л= 0,003 м^3
Подставим все: 0,2*10^6*(0,003)=600 Дж

Ответ: А= 600 Дж

Answer 2

Для решения этой задачи, нужно использовать первый закон термодинамики для идеального газа, который гласит:

$\Delta Q = \Delta U + \Delta W$

где $\Delta Q$ - изменение внутренней энергии газа, $\Delta U$ - тепловая энергия, переданная газу, $\Delta W$ - работа, совершенная газом.

Для изотермического процесса $\Delta U = 0$, так как внутренняя энергия газа не меняется при постоянной температуре.

Также, для идеального газа $\Delta Q = nRT \ln{\left(\frac{V_f}{V_i}\right)}$, где $n$ - количество вещества газа (в молях), $R$ - универсальная газовая постоянная, $T$ - абсолютная температура газа, $V_f$ - конечный объем газа, $V_i$ - начальный объем газа.

Теперь мы можем выразить работу, совершенную газом:

$\Delta W = \Delta Q - \Delta U$

$\Delta W = nRT \ln{\left(\frac{V_f}{V_i}\right)} - 0$

$\Delta W = nRT \ln{\left(\frac{V_f}{V_i}\right)}$

Давление газа $P$ связано с количеством вещества $n$ и абсолютной температурой $T$ следующим образом: $PV = nRT$.

Так как газ находился под давлением $P = 0.2$ МПа и объемы $V_i = 2$ л и $V_f = 5$ л, мы можем переписать уравнение работы следующим образом:

$\Delta W = \frac{P(V_f - V_i)}{n}$

Теперь, чтобы найти работу, нам нужно знать количество вещества $n$. Однако, в задаче никакая информация о нем не предоставлена. Поэтому мы не можем однозначно определить работу, совершенную газом, и ответ выбрать нельзя.