Question

ПРОШУ, ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!!!ОЧЕНЬ НАДО Газ, занимающий объем V1 при давлении P1, вначале изотермически сжимается так, что его давление возрастает втрое.При этом у газа отбирается Q Джоулей теплоты. Затем газ изобарически расширяется так, что его температура возрастает втрое и, наконец, газ изохорически возвращают в первоначальное состояние. 1)Найти работу газа за цикл. 2)Нарисовать график зависимости внутренней энергии от температуры для указанного цикла

Answer 1

1.    При переходе 1-2 ∆U=Q+A1.    ∆U=0, т к темп не изменилясь, тогда 0=-Q-A1   и  A1=- Q (работа газа отрицательна)

2.    При изобарном расширении (переход 2-3) А2=p*∆V=P2*(V1-V2)= P2*(V1-(1/3)V1)=
=P2*(2/3)V1=3P1*(2/3)V1=(1/2)P1V1. Работа газа положительна.

3.    При переходе 3-1 работа не совершается, т к объем постоянен.

4.    Работа газа за цикл A=(1/2)P1V1-Q  Это ответ 1.
Первый график для ответа на вопрос 1.

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится использовать первое начало термодинамики, которое гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной над газом, и тепловому обмену с окружающей средой.

1) Рассмотрим каждый этап цикла по отдельности:

- Изотермическое сжатие: В этом этапе газ сжимается из объема V1 при давлении P1 до нового давления 3P1. Так как процесс изотермический, то температура газа остается постоянной. Работа, совершенная над газом, равна Q, то есть отбираемому теплу. Так как работа равна отрицательному значению отбираемого тепла, то работа равна -Q.

- Изобарическое расширение: В этом этапе газ расширяется при постоянном давлении 3P1 до того же объема V1. Так как процесс изобарический, то давление газа остается постоянным. Работа, совершенная газом, равна произведению давления на изменение объема: W = 3P1 * V1 - P1 * V1 = 2P1 * V1.

- Изохорическое возвращение: В этом этапе газ возвращается в исходное состояние при постоянном объеме V1. Так как процесс изохорический, то объем газа остается постоянным, а значит, работа равна нулю.

Таким образом, суммарная работа газа за цикл будет равна: W_цикл = -Q + 2P1 * V1.

2) График зависимости внутренней энергии от температуры для данного цикла будет следующим:

- На изотермическом сжатии внутренняя энергия газа не меняется, так как температура остается постоянной. График будет горизонтальной прямой.

- На изобарическом расширении внутренняя энергия газа увеличивается, так как температура возрастает. График будет прямой линией с положительным угловым коэффициентом.

- На изохорическом возвращении внутренняя энергия газа не меняется, так как объем остается постоянным. График будет горизонтальной прямой.

Таким образом, график будет состоять из двух прямых линий и двух горизонтальных прямых.

Надеюсь, это поможет вам реш