Физика!!! Решение задач! Масса 10г углекислого газа была изобарически нагрета на 20К. Найти работу расширения газа и изменение внутренней энергии?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи нам необходимо использовать законы термодинамики.

Изохорическая работа
W = PV(T2 - T1) / (γ - 1),

где P - давление газа, V - объем газа, T1 и T2 - начальная и конечная температуры газа соответственно, γ - показатель адиабаты.

Мы знаем, что масса углекислого газа равна 10 г, что соответствует примерно 0,01 кг. Также мы знаем, что масса газа не изменяется в ходе изменения температуры, поэтому V = CONST.

Изохорическая работа в данном случае равна нулю, так как V = CONST.

Изменение внутренней энергии
ΔU = Q - W,

где Q - количество теплоты, переданное газу, W - работа расширения газа.

Так как у нас не указано, что к газу было подано или отнималось тепло, и дано только, что газ нагрели на 20K, то предполагаем, что нам нужно найти изменение внутренней энергии при изохорическом нагреве.

ΔU = nCvΔT,

где Cv - удельная теплоемкость газа при постоянном объеме.

Для углекислого газа γ = 1.4, и Cv = R / (γ - 1), где R - универсальная газовая постоянная.

Выразим ΔU:

ΔU = nR / (γ - 1) ΔT = 0.01 287 / (1.4 - 1) 20 = 0.01 287 / 0.4 20 ≈ 143,5 Дж.

Итак, работа расширения газа равна 0, а изменение внутренней энергии равно примерно 143,5 Дж.