при изобарном расширении, выполняется первое начала термодинамики:
, где а - совершаемая работа, δu - изменение внутреней энергии.
работа газа определяется по формуле: , где v - "ню"колическтва вещества (моль), r - универсальная газвая постояная (r = 8,31 дж/кг*к), δт - абсолютная температура.
изменение внутренй энергии газа (в данной случае одноатомного) определяем по формуле: где v - "ню"колическтва вещества (моль), r - универсальная газвая постояная (r = 8,31 дж/кг*к), δт - абсолютная температура.
данные две, выше написанные формулы подставляем в формулу первого начала термодинамики (при изобарном расширении): (1)
запишим уравнение менделеева -клайпирона: , где р - оказывающее давление (па), v - объём (м³), m - масса вещества (кг), m - малярная масса вещества (кг/моль), t - абсолютная температура (к), r– универсальная газовая постоянная (r = 8,31 дж/моль*к). так как процесс изобарный, то давление постоянно
т.е. р = const. тогда . подставиви данное выражение в формулу (1):
отсюда выразим объём: . чтобы объём увеличился в 5 раз:
или
ответ: чтобы объём увеличился в 5 раз, ему необходимо передать количество теплоты равное:
у нас происходит процесс изобарного нагревания и расширения. при изобарном процессе, в отличие от других, теплота идет и на совершение работы, и на увеличение внутренней энергии газа: q=1.5*p*дельта v (дельта u - изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа)+p*дельта v(работа газа). итоговая формула:
q=2.5*p*дельта v=2.5*n*r*дельта т (в соответствии с уравнением клаперона-менделеева pv=nrt). так как из этих данных мы знаем ни давление, ни конкретное изменение объема, ни изменение температуры, точный ответ дать нельзя. скорее всего, ты не до конца написал(а) условие.
определим потенциальную энергию на высоте 30м
E_p=0.1*10^-6 кг*30 м*9.8м/с^2=0,294*10^-4 Дж=0,0294 мДж (миллиДжоулей)
Определим какую работу произвела сила тяжести для перемещения пылинки с высоты 60 м до 30 м
подставляем числа A=.1*10^-6 кг*9.8 м/с^2(60м-30м)=0,0294 мДж
Из всего вышесказанного следует, что потенциальная энергии пылинки уменьшилась в 2 раза. А так как тело падало вниз то это изменение положительное, равное 0,0294 мДж