Физика решение задач При температуре 27° С газ занимал объём 20л. Какую работу расширяясь совершит газ при давлении 200кПа, если его нагрели до 327 °С?
Так как количество вещества газа и универсальная газовая постоянная остаются постоянными, то можно записать уравнение для начального и конечного состояний газа:
Для решения задачи воспользуемся уравнением идеального газа:
(PV = nRT),
где:
P - давление газа,
V - объём газа,
n - количество вещества газа,
R - универсальная газовая постоянная,
T - абсолютная температура газа.
Для начального состояния газа (при температуре 27 °С) у нас есть:
(P_1 = 200 \, кПа = 200 \times 10^3 \, Па),
(V_1 = 20 \, л = 20 \times 10^{-3} \, м^3),
(T_1 = 27 + 273 = 300 \, K).
Для конечного состояния газа (при температуре 327 °С):
(P_2 = 200 \, кПа = 200 \times 10^3 \, Па),
(V_2 = ?),
(T_2 = 327 + 273 = 600 \, K).
Так как количество вещества газа и универсальная газовая постоянная остаются постоянными, то можно записать уравнение для начального и конечного состояний газа:
(P_1V_1 = P_2V_2).
Отсюда найдем (V_2):
(V_2 = \frac{{P_1V_1}}{{P_2}} = \frac{{200 \times 10^3 \times 20 \times 10^{-3}}}{{200 \times 10^3}} = 20 \times 10^{-3} \, м^3 = 20 \, л).
Теперь найдем работу, которую совершит газ при расширении:
(W = P \cdot \Delta V = P_1 \cdot (V_2 - V_1) = 200 \times 10^3 \cdot (20 \times 10^{-3} - 20 \times 10^{-3}) = 0).
Таким образом, работа, совершаемая газом при расширении, равна 0.