Question

Водород занимает объем 10м3 при давлении 0.1Мпа. Его нагрели при постоянном объеме до давления 0.3МПа. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную им, и теплоту, сообщенную газу.

Answer 1

Первый закон термодинамики Q=ΔU+A; Q- теплота, переданная газу;
ΔU- изменение внутренней энергии, A- работа газа;
В условии сказано, что нагревание было при постоянном объеме.Как мы знаем, газ совершает работу только тогда, когда расширяется. Значит A=0;
Q=ΔU+0=ΔU;
Изменение внутренней энергии вычисляется по формуле ΔU=5/2*v*R*ΔT(для двухатомного газа, для водорода)
PV=vRT- уравнение Клапейрона-Менделеева. Мы можем заменить vRΔT на ΔpV;
ΔU=5/2*Δp*V; ΔU=Q=5/2*(0.3·10⁶-0.1·10⁶)*10=5*10⁶ Дж=5 МДж
Ответ: ΔU=Q=5 МДж; A=0