Определите увеличение внутренней энергии одноатомного газа,находящегося под давлением 1,5*10^5 па, если его объем изобарно увеличивается на 0,6 м^3. Вычислите работу и количество теплоты получаемое при этом процессе

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для одноатомного газа внутренняя энергия изменяется только за счет изменения кинетической энергии молекул. Поэтому изменение внутренней энергии можно найти как изменение кинетической энергии газа.

Из первого начало термодинамики для изобарного процесса:

[W = P\Delta V = 1,5 10^5 Па 0,6 м^3 = 9 * 10^4 Дж]

Так как процесс изобарный, количество теплоты, поглощенное газом, равно сумме работы и изменения внутренней энергии:

[Q = \Delta U + W = \Delta U + P\Delta V]

[Q = \Delta U + 9 * 10^4 Дж]

Для одноатомного газа изменение внутренней энергии связано только с изменением кинетической энергии молекул:

[Q = \frac{3}{2} nR \Delta T + 9 * 10^4 Дж]

Поскольку газ одноатомный, у него всего три степени свободы и (nR = \frac{3}{2} R), а также (\Delta T = \frac{P\Delta V}{nR}):

[Q = \frac{3}{2} \cdot \frac{3}{2} R \cdot \frac{P\Delta V}{nR} + 9 * 10^4 Дж]

[Q = \frac{1}{2} P\Delta V + 9 * 10^4 Дж]

[Q = 1,5 10^5 Па 0,6 м^3 + 9 10^4 Дж = 1,35 10^5 Дж]

Ответ: Изменение внутренней энергии (1,35 10^5 Дж), работа (9 10^4 Дж), количество теплоты (1,35 * 10^5 Дж).