Помогите пожалуйста) Газ находится в сосуде под давлением 2,510^4 Па. При сообщении ему 610^4 Дж теплоты, он изобарно расширился на 2 м^3, найдите изменение внутренней энергии газов.
Помогите пожалуйста) Газ находится в сосуде под давлением 2,510^4 Па. При сообщении ему 610^4 Дж теплоты, он изобарно расширился на 2 м^3, найдите изменение внутренней энергии газов.
Для решения данной задачи мы можем использовать первое начало термодинамики, которое гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме переданной системе теплоты и работы, совершенной над системой:
[ \Delta U = Q + W ]
где ( \Delta U ) — изменение внутренней энергии, ( Q ) — количество теплоты, переданное системе, ( W ) — работа, совершенная над системой. При расширении газа работа совершается газом, поэтому ( W ) будет иметь отрицательное значение.
Определение работы газа: Поскольку процесс изобарный (происходит при постоянном давлении), работу, совершенную газом, можно вычислить по формуле:
[ W = -P \Delta V ]
где ( P ) — давление, ( \Delta V ) — изменение объема. Здесь минус обозначает, что работа совершается газом (т.е. система отдает энергию).
Подставляя данные из задачи:
[ W = -2.5 \times 10^4 \times 2 = -5 \times 10^4 \, \text{Дж} ]
Определение изменения внутренней энергии: Теперь используем первый закон термодинамики:
[ \Delta U = Q + W ] [ \Delta U = 6 \times 10^4 \, \text{Дж} - 5 \times 10^4 \, \text{Дж} ] [ \Delta U = 1 \times 10^4 \, \text{Дж} ]
Итак, изменение внутренней энергии газа составляет ( 10^4 ) джоулей. Это означает, что при изобарном расширении и передаче газу теплоты, большая часть переданной энергии пошла на совершение работы по расширению, а остальная часть увеличила внутреннюю энергию газа.
Для решения данной задачи воспользуемся первым законом термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной над газом, и теплового эффекта, то есть:
ΔU = Q - W,
где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - количество теплоты, сообщенное газу, W - работа, совершенная над газом.
Из условия известно, что Q = 6*10^4 Дж, а также известно, что газ изобарно расширился на 2 м^3. Работа, совершенная над газом при изобарном процессе, равна:
W = PΔV,
где P - давление газа, ΔV - изменение объема газа.
Подставляя известные значения, получаем:
W = (2,510^4 Па) (2 м^3) = 5*10^4 Дж.
Теперь можем найти изменение внутренней энергии газа:
ΔU = 610^4 Дж - 510^4 Дж = 1*10^4 Дж.
Итак, изменение внутренней энергии газа составляет 1*10^4 Дж.
