При изобарном расширении одноатомного газа, взятого в количестве 4 моль, его температура увеличилась на 100 градусов Цельсия. Определите изменение внутренней энергии и работу, совершенную силой давления газа.
При изобарном расширении одноатомного газа, взятого в количестве 4 моль, его температура увеличилась на 100 градусов Цельсия. Определите изменение внутренней энергии и работу, совершенную силой давления газа.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для решения этой задачи нам нужно учесть, что внутренняя энергия моноатомного газа зависит только от его температуры. Мы можем воспользоваться уравнением для изменения внутренней энергии:
ΔU = nCvΔT,
где n - количество молей газа (4 моль), Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме для одноатомного газа (3/2R), ΔT - изменение температуры (100 градусов Цельсия), R - универсальная газовая постоянная.
Заменяем значения и получаем:
ΔU = 4 3/2R 100 = 6R * 100 = 600R.
Теперь определим работу, совершенную силой давления газа. Поскольку газ плавно расширяется при постоянном давлении, работа равна площади под графиком зависимости давления от объема.
Поскольку в данной задаче газ расширяется при постоянном давлении (изобарное расширение), то работу можно найти как произведение давления на изменение объема:
W = PΔV.
Так как давление постоянно, то работа равна произведению давления на изменение объема:
W = PΔV = nRTΔT.
Заменяем значения и получаем:
W = 4 R ΔT = 4R * 100 = 400R.
Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно 600R, а работа, совершенная силой давления газа, равна 400R.