Question

При изобарном нагревании 2 моль газообразного аргона сообщили количество теплоты 500 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Масса аргона в данном процессе оставалась неизменной.

Answer 1

Q=500 Дж    i=3    v=2 моль    ΔU=?

===

p=const

Q=ΔU+A

Q=(i+2)*v*R*ΔT/2

A=v*R*ΔT=2*Q/(i+2)

ΔU=Q-A=Q - 2*Q/(i+2)=500 - 2*500/(3+2)=300 Дж

===========================================

Answer 2

Изобарное нагревание - это процесс, при котором газ нагревается при постоянном давлении. В данном случае, у нас есть 2 моля газообразного аргона, и при этом процессе количество теплоты составляет 500 Дж. Мы хотим найти изменение внутренней энергии газа в этом процессе.

Изменение внутренней энергии газа при изобарном процессе можно найти по формуле:

ΔU = q - w

Где: ΔU - изменение внутренней энергии q - количество теплоты, полученное газом w - работа, совершенная над газом

В данном случае у нас известно, что q = 500 Дж, так как это количество теплоты, сообщенное газу.

Работу, совершенную над газом, можно выразить как:

w = PΔV

Где: w - работа P - постоянное давление (поскольку это изобарный процесс) ΔV - изменение объема газа

Масса аргона в данном процессе остается неизменной, поэтому изменение молекулярного числа газа можно выразить через изменение объема, используя идеальное газовое уравнение:

PV = nRT

Где: P - давление V - объем n - количество молей газа R - универсальная газовая постоянная T - температура в абсолютной шкале

Поскольку P и n остаются постоянными в данном изобарном процессе, мы можем выразить V как:

V = (nRT)/P

Изменение объема (ΔV) можно записать как:

ΔV = V - V0

Где V0 - начальный объем, а V - конечный объем. В данном случае, начальный объем равен начальному количеству молей (n0) и константам R и T0:

V0 = (n0RT0)/P

Теперь мы можем записать изменение объема (ΔV) как:

ΔV = [(nRT)/P] - [(n0RT0)/P]

Теперь, подставив это значение в формулу для работы (w), получим:

w = PΔV = P([(nRT)/P] - [(n0RT0)/P])

Теперь мы можем выразить изменение внутренней энергии (ΔU) как:

ΔU = q - w = 500 Дж - P([(nRT)/P] - [(n0RT0)/P])

Заметьте, что P сокращается в этом выражении, и остается:

ΔU = 500 Дж - (nRT - n0RT0)

Теперь мы можем рассчитать изменение внутренней энергии, зная значения n, R, T, n0, R, и T0. Убедитесь, что температуры T и T0 должны быть выражены в абсолютных шкалах (Кельвинах) для правильных вычислений.