Какая работа (в Дж) была совершена при повторном быстром сжатии газа, если перед этим газ нагрелся и 40% его молекул

Саранча

34

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся основные понятия термодинамики, такие как внутренняя энергия газа, работа и первый закон термодинамики.

Первый закон термодинамики гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме теплового эффекта и работы, совершенной над газом:

\(\Delta U = Q - W\),

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии, \(Q\) - полученное газом количество тепла, и \(W\) - совершенная газом работа.

В данной задаче газ сжимается, поэтому работа будет отрицательной величиной. Также известно, что произошло нагревание газа и диссоциация 40% молекул. Давайте разобъем задачу на несколько шагов для нахождения работы, совершенной над газом.

Шаг 1: Найдем потерю внутренней энергии газа.

Так как 40% молекул газа диссоциировали, тепловой эффект равен нулю, поскольку не было добавлено или отнято тепло. Поэтому изменение внутренней энергии будет равно изменению кинетической энергии диссоциированных молекул газа.

Шаг 2: Найдем совершенную газом работу.

Для этого воспользуемся формулой работы для идеального газа в случае необратимого процесса с постоянным давлением:

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

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

Шаг 3: Найдем общую работу.

Суммируем найденные работы из шага 2 и полученную потерю внутренней энергии из шага 1, чтобы найти общую работу, совершенную при повторном быстром сжатии газа.

Теперь приступим к решению:

Шаг 1: Потеря внутренней энергии газа.

40% молекул газа диссоциировали, поэтому изменение внутренней энергии будет равно нулю.

\(\Delta U = 0\).

Шаг 2: Совершенная газом работа.

Для этого нам необходимо знать давление газа и изменение его объема. В условии задачи этих данных не указано, поэтому мы не можем найти точное значение работы.

Шаг 3: Общая работа.

Так как изменение внутренней энергии равно нулю, самая общая работа также будет равна нулю.

Таким образом, общая работа, совершенная при повторном быстром сжатии газа, равна 0 Дж.