У вертикальному циліндрі під важким поршнем знаходиться 2 кг кисню. Для підвищення його темпера- тури на 500 К йому передали 9,1 кДж теплоти. Визначте роботу, виконану при розширенні, і збільшення внутрішньої енергії газу.
За законом Гей-Люссака тиск ідеального газу прямо пропорційний температурі, тому ми можемо вважати, що тиск кисню не змінюється під час процесу. Тоді за формулою для теплоємності при зміні температури:
Q = mcΔT
де Q - тепло, передане газу; m - маса газу; c - теплоємність газу при сталому тиску; ΔT - зміна температури.
Підставляючи дані, отримаємо:
9,1 кДж = 2 кг * c * 500 К
Звідси:
c = 0,0091 кДж / (кг * К)
Робота, виконана при розширенні, визначається як:
W = ΔU - Q
де ΔU - зміна внутрішньої енергії газу. Якщо ми вважаємо, що газ ідеальний, то зміна внутрішньої енергії залежить тільки від зміни температури:
ΔU = mcΔT
Підставляючи дані, отримаємо:
ΔU = 2 кг * 0,0091 кДж / (кг * К) * 500 К = 9,1 кДж
Тоді:
W = 9,1 кДж - 9,1 кДж = 0
Отже, робота, виконана при розширенні, дорівнює нулю, оскільки тиск не змінювався. Збільшення внутрішньої енергії газу дорівнює 9,1 кДж.
Answers & Comments
Ответ:
За законом Гей-Люссака тиск ідеального газу прямо пропорційний температурі, тому ми можемо вважати, що тиск кисню не змінюється під час процесу. Тоді за формулою для теплоємності при зміні температури:
Q = mcΔT
де Q - тепло, передане газу; m - маса газу; c - теплоємність газу при сталому тиску; ΔT - зміна температури.
Підставляючи дані, отримаємо:
9,1 кДж = 2 кг * c * 500 К
Звідси:
c = 0,0091 кДж / (кг * К)
Робота, виконана при розширенні, визначається як:
W = ΔU - Q
де ΔU - зміна внутрішньої енергії газу. Якщо ми вважаємо, що газ ідеальний, то зміна внутрішньої енергії залежить тільки від зміни температури:
ΔU = mcΔT
Підставляючи дані, отримаємо:
ΔU = 2 кг * 0,0091 кДж / (кг * К) * 500 К = 9,1 кДж
Тоді:
W = 9,1 кДж - 9,1 кДж = 0
Отже, робота, виконана при розширенні, дорівнює нулю, оскільки тиск не змінювався. Збільшення внутрішньої енергії газу дорівнює 9,1 кДж.
Объяснение: