Углекислый газ, находящийся под тяжелым поршнем в цилиндре, совершает работу при его нагревании на 90К. Работа, совершаемая газом, может быть вычислена по следующей формуле:
W=P⋅ΔVW = P \cdot \Delta VW=P⋅ΔV
где: WWW - работа, PPP - давление газа, ΔV\Delta VΔV - изменение объема газа.
Используем уравнение состояния идеального газа PV=nRTPV = nRTPV=nRT, где nnn - количество молей газа, RRR - универсальная газовая постоянная.
Поскольку масса газа дана, можно определить количество молей газа:
Углекислый газ, находящийся под тяжелым поршнем в цилиндре, совершает работу при его нагревании на 90К. Работа, совершаемая газом, может быть вычислена по следующей формуле:
W=P⋅ΔVW = P \cdot \Delta VW=P⋅ΔV
где:
WWW - работа, PPP - давление газа, ΔV\Delta VΔV - изменение объема газа.
Используем уравнение состояния идеального газа PV=nRTPV = nRTPV=nRT, где nnn - количество молей газа, RRR - универсальная газовая постоянная.
Поскольку масса газа дана, можно определить количество молей газа:
n=mMn = \frac{m}{M}n=Mm
где mmm - масса газа, MMM - молярная масса газа.
Поэтому:
n=0.344=0.0068 moln = \frac{0.3}{44} = 0.0068\ moln=440.3 =0.0068 mol
Теперь можем выразить давление газа через уравнение состояния:
P=nRTVinitialP = \frac{nRT}{V_{initial}}P=Vinitial nRT
где VinitialV_{initial}Vinitial - начальный объем газа.
Для вычисления работы необходимо также знать изменение объема газа, которое можно определить как:
ΔV=V<em>final−V</em>initial\Delta V = V<em>{final} - V</em>{initial}ΔV=V<em>final−V</em>initial
где VfinalV_{final}Vfinal - окончательный объем газа после нагрева.
Таким образом, мы можем вычислить работу, которую совершает углекислый газ при его нагревании на 90К.