Задача по физике В ходе изобарического процесса двухатомному идеальному газу сообщили некоторое количество теплоты. Изменение внутренней энергии ΔU = 2,5 кДж. Какова величина совершенной газом работы?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Из первого закона термодинамики для изобарического процесса следует, что совершенная работа газа равна разнице полученного тепла и изменения внутренней энергии:

W = Q - ΔU

W = Q - 2,5 кДж

Так как процесс изобарический, то:

Q = ∆H = nCp∆T

где n - количество вещества газа, Cp - молярная теплоемкость при постоянном давлении, ∆T - изменение температуры.

Поскольку процесс изобарический, изменение температуры тоже можем выразить через изменение внутренней энергии и молярную теплоемкость:

ΔU = nCvΔT

ΔT = ΔU / nCv

Таким образом, мы можем определить тепло, полученное газом:

Q = nCp (ΔU / nCv) = Cp / Cv ΔU

Теперь можем найти совершенную работу:

W = Q - ΔU = Cp / Cv * ΔU - ΔU

Перепишем формулу для работы в общем случае:

W = ΔU * (Cp/Cv - 1)

Таким образом, совершенная газом работа равна ΔU * (Cp/Cv - 1)

Подставляем значения и рассчитываем:

W = 2,5 кДж ((5/2) / (5/3) - 1) = 2,5 кДж (1,5 - 1) = 0,75 кДж

Итак, совершенная газом работа равна 0,75 кДж.