Question

У циліндрі під поршнем є гелій. Для його нагрівання за сталого тиску було втрачено 10 кДж теплоти. Визначте зміну внутрішньої енергії та роботу, виконану газом.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

p - const

M = 4·10⁻³ кг/моль - молярная масса гелия

Q = 10 кДж = 10 000  Дж

i = 3 - число степеней свободы атомарного гелия

______________________

ΔU - ?

A - ?

1)

Поскольку процесс изобарический, то количество переданной теплоты:

Q = ν·R·ΔT·(i/2 + 1) = ν·R·ΔT·(3/2 + 1) = (5/2)·ν·R·ΔT = 2,5·ν·R·ΔT

Отсюда:

ν·R·ΔT = Q / 2,5 = 10 000 / 2,5 = 4 000 Дж

2)

Тогда работа:

A = ν·R·ΔT = 4 000 Дж

3)

Изменение внутренней энергии из первого начала термодинамики:

Q = ΔU + A

ΔU = Q - A = 10 000 - 4 000 = 6 000 Дж  или 6 кДж

Answer 2

Зміна внутрішньої енергії газу може бути визначена за допомогою першого закону термодинаміки, який стверджує, що зміна внутрішньої енергії газу дорівнює сумі теплового надходження та виконаної роботи над газом.

Зміна внутрішньої енергії газу:

Зміна внутрішньої енергії газу може бути визначена як різниця між початковою та кінцевою внутрішньою енергією газу. У цьому випадку, оскільки газ нагрівається за сталого тиску, зміна внутрішньої енергії газу дорівнює втраченій теплоті. Тому зміна внутрішньої енергії газу дорівнює -10 кДж.

Робота, виконана газом:

Робота, виконана газом, може бути визначена як добуток між тиском газу та зміною об'єму газу. Оскільки тиск залишається сталим, робота, виконана газом, дорівнює добутку між сталим тиском та зміною об'єму газу. Однак, без додаткової інформації про зміну об'єму газу, не можна точно визначити роботу, виконану газом.

Таким чином, зміна внутрішньої енергії газу дорівнює -10 кДж, а робота, виконана газом, не може бути визначена без додаткової інформації.