Какие изменения произошли с внутренней энергией газа при его переводе из состояния (3р0, V0) в состояние (р0, 2V0)?
Какие изменения произошли с внутренней энергией газа при его переводе из состояния (3р0, V0) в состояние (р0, 2V0)? 1) она осталась неизменной; 2) она уменьшилась; 3) она увеличилась
Мишка 2
Для ответа на данную задачу, нам необходимо применить законы газовой термодинамики.В данном случае говорится о переводе газа из одного состояния в другое. Первое состояние обозначается как (3р₀, V₀), где р₀ - начальное значение давления, V₀ - начальное значение объема. Второе состояние обозначается как (р₀, 2V₀), где р₀ - тот же самый начальный уровень давления, а 2V₀ - двукратное начальное значение объема.
Теперь рассмотрим изменение внутренней энергии газа при переводе из одного состояния в другое. При этом нам необходимо знать два главных закона термодинамики: первый закон термодинамики и уравнение состояния идеального газа.
Первый закон термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно сумме введенного тепла и работы, совершенной газом:
\(\Delta U = Q - W\)
где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, Q - тепло, введенное в газ, W - работа, совершенная газом.
В данном случае нет указаний о том, чтобы в газ вводилось тепло или совершалась работа, поэтому мы можем сделать вывод, что \(\Delta U = 0\).
Теперь рассмотрим уравнение состояния идеального газа:
\(pV = nRT\)
где p - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Сравнивая начальное и конечное состояния газа, мы видим, что давление в обоих случаях равно р₀. Однако объем газа увеличился в два раза, что значит, что начальное значение объема V₀ стало равно 2V₀.
Следовательно, из уравнения состояния идеального газа мы можем сделать вывод, что количество вещества газа n и температура газа T остались постоянными.
Так как изменение внутренней энергии газа (ΔU) равно нулю, мы можем сделать вывод, что внутренняя энергия газа осталась неизменной (вариант 1 - она осталась неизменной).
Это объясняется тем, что при переводе газа из одного состояния в другое без введения тепла или совершения работы, изменение внутренней энергии газа равно нулю.