При изобарном расширении газа на 0,5 м3 было передано 0,3 МДж теплоты. a) Вычислите изменение внутренней энергии газа, если его давление равно 200 кПа. b) при адиабатном расширении работа газа равна...
Для решения этого задания, нам понадобятся некоторые знания о законах термодинамики. Мы будем использовать первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной над газом, и количеству теплоты, переданной или полученной им.
а) Чтобы вычислить изменение внутренней энергии газа, мы должны сначала вычислить работу, совершенную газом. В данном случае, газ расширяется при постоянном давлении (изобарное расширение), поэтому работа равна произведению давления на изменение объема газа:
Работа = давление × изменение объема.
У нас дано значение изменения объема газа (0,5 м3) и давление (200 кПа). Переведем давление в СИ (килопаскали в паскали): 200 кПа = 200 000 Па.
Теперь мы можем вычислить работу:
Работа = 200 000 Па × 0,5 м3 = 100 000 Па·м3.
Теперь нам также дано количество теплоты, переданной газу (0,3 МДж). Переведем ее в Дж: 0,3 МДж = 0,3 × 10^6 Дж.
Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии газа равно сумме работы и количеству теплоты:
Изменение внутренней энергии = работа + количество теплоты.
Подставим известные значения:
Изменение внутренней энергии = 100 000 Па·м3 + 0,3 × 10^6 Дж
Изменение внутренней энергии = 100 000 Па·м3 + 300 000 Дж
Изменение внутренней энергии = 400 000 Дж.
b) Теперь рассмотрим адиабатное расширение. В адиабатическом процессе, не происходит обмена теплотой между газом и окружающей средой, поэтому количество теплоты, переданной или полученной газом, равно нулю.
Следовательно, по первому закону термодинамики, работа, совершенная газом, равна изменению внутренней энергии:
Работа = изменение внутренней энергии.
Мы уже вычислили изменение внутренней энергии газа в предыдущем пункте, поэтому работа газа в адиабатическом процессе равна 400 000 Дж.
Для решения этого задания, нам понадобятся некоторые знания о законах термодинамики. Мы будем использовать первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной над газом, и количеству теплоты, переданной или полученной им.
а) Чтобы вычислить изменение внутренней энергии газа, мы должны сначала вычислить работу, совершенную газом. В данном случае, газ расширяется при постоянном давлении (изобарное расширение), поэтому работа равна произведению давления на изменение объема газа:
Работа = давление × изменение объема.
У нас дано значение изменения объема газа (0,5 м3) и давление (200 кПа). Переведем давление в СИ (килопаскали в паскали): 200 кПа = 200 000 Па.
Теперь мы можем вычислить работу:
Работа = 200 000 Па × 0,5 м3 = 100 000 Па·м3.
Теперь нам также дано количество теплоты, переданной газу (0,3 МДж). Переведем ее в Дж: 0,3 МДж = 0,3 × 10^6 Дж.
Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии газа равно сумме работы и количеству теплоты:
Изменение внутренней энергии = работа + количество теплоты.
Подставим известные значения:
Изменение внутренней энергии = 100 000 Па·м3 + 0,3 × 10^6 Дж
Изменение внутренней энергии = 100 000 Па·м3 + 300 000 Дж
Изменение внутренней энергии = 400 000 Дж.
b) Теперь рассмотрим адиабатное расширение. В адиабатическом процессе, не происходит обмена теплотой между газом и окружающей средой, поэтому количество теплоты, переданной или полученной газом, равно нулю.
Следовательно, по первому закону термодинамики, работа, совершенная газом, равна изменению внутренней энергии:
Работа = изменение внутренней энергии.
Мы уже вычислили изменение внутренней энергии газа в предыдущем пункте, поэтому работа газа в адиабатическом процессе равна 400 000 Дж.