Один моль идеального одноатомного газа сначала изотермически расширился (Т1 = 300 К). Затем газ охладили, понизив давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты отдал газ на участке 2 - 3?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества теплоты, которое отдал газ на участке 2-3, нам нужно воспользоваться первым законом термодинамики для изохорического процесса:

Q = W + ΔU

Где Q - количество теплоты, W - работа, ΔU - изменение внутренней энергии.

Так как процесс 2-3 является изохорическим (объем не изменяется), то работа W на этом участке будет равна 0.

Следовательно, количество теплоты, отданной газом на участке 2-3, равно изменению внутренней энергии:

Q = ΔU

Мы знаем, что процесс 2-3 является адиабатическим процессом, при котором не происходит обмена теплом с окружающей средой. Поэтому изменение внутренней энергии выражается через изменение температуры:

ΔU = C_v * ΔT

Где C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что газ охладили до температуры T2 = T1/3 = 100 К. Так как у нас одноатомный газ, то удельная теплоемкость при постоянном объеме равна C_v = (3/2)R, где R - универсальная газовая постоянная.

Теперь можем рассчитать количество теплоты:

Q = C_v ΔT
Q = (3/2)R T1 - (3/2)R T2
Q = (3/2) 8.31 300 - (3/2) 8.31 * 100
Q = 1246.5 Дж

Итак, количество теплоты, которое отдал газ на участке 2-3, равно 1246.5 Дж.