Физика - задача В вертикальном цилиндре под тяжелым поршнем находится кислород массой 2 кг. Для повышения температуры ему сообщили количество теплоты 9160Дж. Найдите работу, совершенную кислородом при расширении и увеличение его внутренней энергии.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся термодинамическими соотношениями.

Сначала найдем работу, совершенную кислородом при расширении. Кислород в цилиндре расширяется, поднимая поршень. Работа, совершенная при этом, равна произведению силы давления газа на изменение объема:

(A = P \cdot \Delta V),

где (P) - давление газа, (\Delta V) - изменение объема.

Мы знаем, что кислород находится под тяжелым поршнем, поэтому давление газа равно давлению поршня, также известно, что работа, совершенная при изменении объема газа, равна теплу, сообщенному газу плюс изменение его внутренней энергии:

(A = Q + \Delta U),

где (Q) - количество теплоты, сообщенное газу, (\Delta U) - изменение внутренней энергии газа.

Таким образом, работа, совершенная кислородом при расширении равна 9160 Дж.

Теперь найдем увеличение внутренней энергии кислорода. По первому началу термодинамики увеличение внутренней энергии газа равно разнице между теплом, сообщенным газу, и работой, совершенной им при изменении объема:

(\Delta U = Q - A),

(\Delta U = 9160 - 9160 = 0).

Таким образом, увеличение внутренней энергии кислорода равно 0.

Ответ: работа, совершенная кислородом при расширении равна 9160 Дж. Увеличение внутренней энергии кислорода равно 0.