Газ, который находится в сосуде под поршнем, был расширен изобарно с давлением 2 · 105 Па от объема v1 = 15 л до объема

Magnitnyy_Lovec

44

Решение:

а)

Используя формулу для работы \(W\) в изобарном процессе:

\[W = P \cdot \Delta V\]

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

Мы знаем, что давление \(P\) равно 2 · 10^5 Па, \(V_1 = 15\) л и \(V_2 = 25\) л. Тогда:

\[\Delta V = V_2 - V_1 = 25 - 15 = 10 \, л = 0.01 \, м^3\]

Подставляя значения в формулу, получим:

\[W = 2 \cdot 10^5 \cdot 0.01 = 2 \cdot 10^3 \, Дж = 2 \, кДж\]

Таким образом, работа, выполненная газом во время расширения, составляет 2 кДж.

График:

На графике изображается изобарный процесс, где по оси абсцисс (горизонтальной оси) отложен объем \(V\), а по оси ординат (вертикальной оси) - давление \(P\). Изгиб графика соответствует работе, совершенной газом при расширении.

Пояснение значения сделанной работы:

Работа, совершенная газом во время расширения, равняется площади под графиком на графике \(P-V\). В данном случае, эта работа представляет собой количество энергии, которое газ передал в виде механической работы при расширении.

б)

Из 1 кДж увеличения внутренней энергии, работа равна переданной теплоте. Следовательно, количество теплоты, переданное газу, равно 1 кДж.

в)

Из первого закона термодинамики следует, что внутренняя энергия газа меняется по формуле:

\[\Delta U = Q - W\]

Где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии, \(Q\) - полученное количество теплоты, а \(W\) - совершенная работа. Поскольку \(\Delta U = 1\) кДж, \(Q = 1 + W\).

Таким образом, из пункта а) мы знаем, что \(W = 2\) кДж, следовательно, \(Q = 1 + 2 = 3\) кДж.

Надеюсь, это решение ясно объяснило задачу.