Question

В цилиндре под поршнем находится азот массой m=0,6 кг, занимающий объем V1=1,2 м3 при температуре T=560 К. В результате подвода теплоты газ расширился и занял объем V2=4,2 м3, причем температура осталась неизменной. Найти: 1) изменение ΔU внутренней энергии газа; 2) совершенную им работу A; 3) количество теплоты Q, сообщенное газу.

Answer 1

Ответ:200MДж

Объяснение:Процесс изотермический Q=dU+A; dU=3/2nRdT=0, так как T=const, значит Q=A. PdV=(m/M) RT, Mазота=14*10^-3, тогда P=(0,6/14*10^-3)*8.31*560/3=66.5кПа. Отсюда Q=PdV=66.5*10^3*3=200МДж

Ответ:Q=A=200MДж; dU=0

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно разнице между количеством теплоты, сообщенным газу, и совершенной им работы. Математически это выглядит так: ΔU = Q - A Где: ΔU - изменение внутренней энергии газа. Q - количество теплоты, сообщенное газу. A - совершенная работа газа. Давайте рассмотрим каждый из этих пунктов по отдельности. 1) Изменение внутренней энергии газа (ΔU): Изменение внутренней энергии газа можно найти, используя закон идеального газа, который утверждает, что внутренняя энергия газа связана с его температурой следующим образом: ΔU = n * C_v * ΔT Где: ΔU - изменение внутренней энергии. n - количество вещества газа (моль). C_v - молярная удельная теплоемкость при постоянной объеме. ΔT - изменение температуры. Сначала найдем количество вещества (n) в газе, используя уравнение состояния идеального газа: PV = nRT Где: P - давление. V - объем. n - количество вещества. R - универсальная газовая постоянная. T - абсолютная температура. Сначала найдем n: n = (PV) / (RT) Теперь мы можем вычислить изменение внутренней энергии: ΔU = n * C_v * ΔT C_v для монатомного идеального газа равно (3/2)R. ΔT - изменение температуры. 2) Совершенная работа газа (A): Совершенная работа газа при изобарном процессе (когда давление не меняется) вычисляется следующим образом: A = P * ΔV Где: P - давление. ΔV - изменение объема. 3) Количество теплоты, сообщенное газу (Q): С учетом первого закона термодинамики: ΔU = Q - A Мы можем найти Q: Q = ΔU + A Теперь мы имеем все необходимые формулы для решения задачи. Вычислим каждую из величин, используя предоставленные данные.