Question

Помогите решит задачу по физике. При адиабатном расширении гелия, взятого при температуре t=0°C, объем увеличился в три раза. Определить температуру газа после расширения.

Answer 1

Дано:
t₁ = 0⁰C       T₁=273+0=272 К
V₁
V₂=3*V₁
__________
t₂ - ?

Гелий - одноатомный газ, поэтому дня него число степеней свободы:
i = 3.

Показатель адиабаты:
γ = (i+2)/i = (3+2)/3 = 5/3 ≈ 1,67.

Из уравнения Пуассона имеем:

T₂/T₁ = (V₂/V₁)^(γ-1)

Для простоты вычислений сразу подставим данные:
T₂/273 = 3^(1,67)
T₂/272  ≈ 6,24
T₂ = 272*6,24 ≈ 1697 К
t = 1697 - 273 = 1424 К

Answer 2

Решение задачи по физике: адиабатное расширение гелия

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа и уравнение адиабатного процесса.

Уравнение состояния идеального газа: pV = nRT

где: - p - давление газа, - V - объем газа, - n - количество вещества (в молях), - R - универсальная газовая постоянная, - T - температура газа.

Уравнение адиабатного процесса: pV^γ = const

где: - γ - показатель адиабаты (для монотомного идеального газа, γ = Cp/Cv, где Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме).

В данной задаче, газом является гелий, поэтому мы можем использовать γ = 5/3.

Из условия задачи известно, что объем газа увеличился в три раза. Пусть начальный объем газа равен V1, а конечный объем газа равен V2 = 3V1.

Также известно, что начальная температура газа равна 0°C, что можно перевести в Кельвины: T1 = 273 K.

Мы должны определить конечную температуру газа после расширения, то есть T2.

Решение:

1. Используем уравнение адиабатного процесса для начального состояния газа (1) и конечного состояния газа (2):

p1V1^γ = p2V2^γ

2. Так как газ является идеальным, то у нас есть уравнение состояния идеального газа:

p1V1 = nRT1 p2V2 = nRT2

3. Подставляем значения из уравнения состояния идеального газа в уравнение адиабатного процесса:

(nRT1)V1^γ = (nRT2)V2^γ

4. Упрощаем выражение, учитывая, что V2 = 3V1:

(nRT1)V1^γ = (nRT2)(3V1)^γ

5. Сокращаем общие множители:

T1V1^γ = 3^γT2V1^γ

6. Упрощаем выражение:

T1 = 3^γT2

7. Решаем уравнение относительно T2:

T2 = T1 / 3^γ

8. Подставляем значения:

T2 = 273 K / 3^(5/3)

Рассчитаем значение T2:

T2 ≈ 273 K / 3.3019 ≈ 82.6 K

Ответ:

Температура газа после адиабатного расширения составит примерно 82.6 K.