При расширении водорода была совершена работа А = 6 кДж. Какая теплота была сообщена газу, если газ расширялся: 1) изобарически, 2) изотермически? Нужно решение
По определению первого закона термодинамики, работа, совершенная при изобарическом расширении газа, равна разности между внутренней энергией газа до и после расширения:
A = ΔU + Q
Где A - совершенная работа, ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - теплота, сообщенная газу.
Из уравнения газового состояния для изобарического процесса:
PΔV = nRΔT
Перепишем это уравнение с учетом того, что ΔT = 0 (изотермический процесс):
PΔV = nR * 0
Таким образом, при изобарическом расширении газа теплота, сообщенная газу, равна совершенной работе:
Q = A = 6 кДж
2) Изотермический процесс:
Для изотермического процесса уравнение газового состояния принимает вид:
PV = nRT
По определению работы при изотермическом процессе:
A = nRT ln(V2/V1)
В данной задаче A = 6 кДж, поэтому:
6 кДж = nRT ln(V2/V1)
Теплота, сообщенная газу при изотермическом расширении, равна изменению его внутренней энергии:
Q = ΔU = nRT ln(V2/V1) = 6 кДж
Таким образом, теплота, сообщенная газу, равна 6 кДж в обоих случаях (изобарическом и изотермическом процессах).
1) Изобарический процесс:
По определению первого закона термодинамики, работа, совершенная при изобарическом расширении газа, равна разности между внутренней энергией газа до и после расширения:
A = ΔU + Q
Где A - совершенная работа, ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - теплота, сообщенная газу.
Из уравнения газового состояния для изобарического процесса:
PΔV = nRΔT
Перепишем это уравнение с учетом того, что ΔT = 0 (изотермический процесс):
PΔV = nR * 0
Таким образом, при изобарическом расширении газа теплота, сообщенная газу, равна совершенной работе:
Q = A = 6 кДж
2) Изотермический процесс:
Для изотермического процесса уравнение газового состояния принимает вид:
PV = nRT
По определению работы при изотермическом процессе:
A = nRT ln(V2/V1)
В данной задаче A = 6 кДж, поэтому:
6 кДж = nRT ln(V2/V1)
Теплота, сообщенная газу при изотермическом расширении, равна изменению его внутренней энергии:
Q = ΔU = nRT ln(V2/V1) = 6 кДж
Таким образом, теплота, сообщенная газу, равна 6 кДж в обоих случаях (изобарическом и изотермическом процессах).