Какую работу совершил газ если его внутренняя энергия уменьшилась на 100 Дж и при этом он передал количество теплоты 400 Дж? 300 Дж; 200 Дж; 500Дж; 100Дж
Добрый день, уважаемый школьник! Я рад вам помочь с вашим вопросом.
Для начала, давайте разберемся с формулой для вычисления силы взаимодействия между двумя точечными зарядами. Формула выглядит следующим образом:
F = k * (q1 * q2) / r^2
где F - сила взаимодействия, k - электростатическая постоянная (k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами.
Теперь приступим к решению задачи.
A) В вакууме:
У нас есть два заряда по 1 * 10^(-5) Кл каждый, находящихся на расстоянии 3 см (или 0.03 м) друг от друга.
F = k * (q1 * q2) / r^2
F = 9 * 10^9 * (1 * 10^(-5) * 1 * 10^(-5)) / (0.03)^2
F = 9 * 10^9 * 10^(-10) / 0.0009
F = 0.01 Н
Таким образом, сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме составляет 0.01 Н (ньютон).
Почему вообще эта сила возникает? Она возникает из-за электростатического взаимодействия между зарядами. Заряды одного знака (т.е. одного заряда) отталкиваются, а заряды разного знака притягиваются.
B) В керосине:
Теперь давайте рассмотрим силу взаимодействия этих же двух зарядов, но уже в керосине.
Формула для вычисления силы в веществе (например, керосине) имеет такой же вид:
F = k * (q1 * q2) / (ε * r^2)
где ε - диэлектрическая проницаемость вещества. Для керосина ее значение равно примерно 2.
F = 9 * 10^9 * (1 * 10^(-5) * 1 * 10^(-5)) / (2 * 0.03)^2
F = 9 * 10^9 * 10^(-10) / (2 * 0.0009)
F = 0.005 Н
Таким образом, сила взаимодействия двух точечных зарядов в керосине составляет 0.005 Н (ньютон).
Итак, вакуум является хорошим изолятором, поэтому сила взаимодействия в нем больше, чем в керосине. Керосин обладает диэлектрическими свойствами, которые уменьшают величину силы взаимодействия.
Надеюсь, я смог вам помочь! Если у вас возникнут еще какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать.
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать первое начало термодинамики, которое утверждает, что изменение внутренней энергии газа (ΔU) равно сумме количества теплоты, полученной газом от внешних источников (Q1) и работы, совершенной над газом (A'), минус количество теплоты, отданной газом внешнему окружению (Q2).
ΔU = Q1 + A' - Q2
Исходя из условия задачи, газ получил кол-во теплоты Q1 от нагревателя, отдал кол-во теплоты Q2 холодильнику и совершил работу A'. Теплота, полученная газом, является положительной величиной, так как она увеличивает внутреннюю энергию газа. Теплота, отданная газом, является отрицательной величиной, так как она уменьшает внутреннюю энергию газа. Работа, совершаемая над газом, также является положительной величиной, так как она также увеличивает внутреннюю энергию газа.
Давайте рассмотрим эти процессы пошагово:
1. Сжатие газа: Во время сжатия газ получает кол-во теплоты Q1 от нагревателя и совершает работу A', так как он сжимается под воздействием внешней силы. Таким образом, суммарное изменение внутренней энергии газа во время сжатия будет:
ΔU1 = Q1 + A'
2. Расширение газа: Во время расширения газ отдает кол-во теплоты Q2 холодильнику и снова совершает работу A', так как газ расширяется против внешней силы. Таким образом, суммарное изменение внутренней энергии газа во время расширения будет:
ΔU2 = -Q2 - A'
3. Возвращение газа в исходное состояние: В конце цикла газ возвращается в исходное состояние. Значит, его внутренняя энергия должна быть равной начальной внутренней энергии. Поэтому изменение внутренней энергии газа во время этого процесса будет:
ΔU3 = 0
Теперь найдем суммарное изменение внутренней энергии газа за весь цикл:
Таким образом, изменение внутренней энергии газа (ΔU) равно разности количества теплоты, полученного газом от нагревателя (Q1), и количества теплоты, отданного газом холодильнику (Q2).
500 Дж
Объяснение:
ΔU= -100 Дж Q= -400 Дж A=?
A=ΔU+Q= -100-400= -500 Дж