Question

Объем воздуха в эластичном в результате теплопередачи увеличивается на 0,02 м3 при постоянном давлении 105 Па. Какое количество теплоты было передано воздуху, если его внутренняя энергия при этом процессе увеличилась на 2000 Дж?

Answer 1

Добрый день!
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся два уравнения, связанных с первым началом термодинамики.

Первое уравнение − это уравнение состояния для идеального газа при постоянном давлении:

PΔV = ΔQ,

где P - давление, ΔV - изменение объема, ΔQ - переданная теплота.

В данной задаче есть изменение объема, ΔV = 0,02 м³, и давление, P = 105 Па. Мы ищем переданную теплоту ΔQ, поэтому это искомая величина.

Второе уравнение − это уравнение связи внутренней энергии газа и переданной теплоты:

ΔQ = ΔU + PΔV,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа.

В данной задаче известно изменение внутренней энергии, ΔU = 2000 Дж, и мы можем найти ΔQ.

Теперь мы можем объединить оба уравнения, чтобы избавиться от переменной ΔQ. Подставим значение ΔQ из второго уравнения в первое:

PΔV = ΔU + PΔV.

Раскроем скобки:

PΔV = ΔU + PΔV.

Теперь отнимем PΔV с обоих сторон:

0 = ΔU.

Теперь мы видим, что ΔU = 0.

Это означает, что изменение внутренней энергии газа равно нулю, что противоречит условию задачи. Вероятно, в условии была допущена ошибка, и изменение внутренней энергии газа должно быть отлично от нуля для этого процесса.

Итак, в данной задаче невозможно рассчитать количество переданной теплоты, так как изменение внутренней энергии газа равно 0.