Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жёсткими стенками объемом 0,6 м^3. При нагревании его...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
идеальный газ одноатомный газ сосуд с жесткими стенками объем 0.6 м^3 давление нагревание внутренняя энергия физика термодинамика решение задачи
0

Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жёсткими стенками объемом 0,6 м^3. При нагревании его давление возросло на 3000 Па. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа? срешением

avatar
задан 8 месяцев назад

2 Ответа

0

Для решения этой задачи нужно использовать основные законы термодинамики и свойства идеального одноатомного газа.

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа определяется по формуле:

U=32nRT

где:

  • U — внутренняя энергия газа,
  • n — количество молей газа,
  • R — универсальная газовая постоянная (R8.31Дж/(моль·К)),
  • T — температура газа в Кельвинах.

Однако в данной задаче нам известны изменения давления (ΔP) и объёма газа (V), а также то, что сосуд имеет жёсткие стенки, то есть объём газа остаётся постоянным.

Для идеального газа уравнение состояния записывается так:

PV=nRT

Поскольку объём газа остаётся постоянным, изменение давления связано с изменением температуры следующим образом:

P1V=nRT1 P2V=nRT2

где:

  • P1 и P2 — начальное и конечное давления газа,
  • T1 и T2 — начальная и конечная температуры газа.

Изменение давления:

ΔP=P2P1

Изменение температуры можно выразить через изменение давления:

ΔPV=nRΔT ΔT=ΔPVnR

Теперь подставим это изменение температуры в формулу изменения внутренней энергии:

ΔU=32nRΔT

Подставим ΔT:

ΔU=32nRΔPVnR

Сократим nR:

ΔU=32ΔPV

Теперь подставим известные величины:

ΔP=3000Па V=0.6м3

ΔU=323000Па0.6м3

ΔU=321800Дж

ΔU=2700Дж

Таким образом, внутренняя энергия газа увеличилась на 2700 Дж.

avatar
ответил 8 месяцев назад
0

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться первым законом термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно работе, совершенной над газом.

Работа, совершенная над газом, определяется как W=PΔV, где P - давление газа, а ΔV - изменение объема газа.

Из условия задачи у нас известно, что давление газа увеличилось на 3000 Па, а объем газа равен 0,6 м^3. Тогда работа, совершенная над газом, будет равна W=30000,6=1800 Дж.

Так как изменение внутренней энергии газа равно работе, совершенной над ним, то изменение внутренней энергии будет равно 1800 Дж.

Таким образом, внутренняя энергия газа увеличилась на 1800 Дж.

avatar
ответил 8 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме