Какое изменение произошло во внутренней энергии, работе газа и количестве теплоты в каждом процессе, когда кислород

Kosmos

67

Давайте разберем эту задачу поэтапно.

1. Изначально у нас есть кислород массой 0,32 кг. Первый процесс, который происходит, - адиабатическое расширение. Важно отметить, что адиабатический процесс подразумевает, что никакой теплоты не обменивается с окружающей средой.
2. По условию, температура газа уменьшилась с 400 К до 300 К. Поскольку у нас адиабатический процесс, то внутренняя энергия газа не меняется. Таким образом, изменение внутренней энергии равно нулю.
3. Чтобы вычислить работу, мы можем использовать уравнение для работы в адиабатическом процессе:

\[W = C_v \cdot (T_1 - T_2)\]

где \(W\) - работа, \(C_v\) - удельная теплоемкость при постоянном объеме, \(T_1\) - начальная температура и \(T_2\) - конечная температура. Удельная теплоемкость при постоянном объеме \(C_v\) для кислорода равна примерно 0,722 кДж/(кг·К).

Подставляя значения, получаем:

\[W = 0,722 \cdot (400 - 300)\]

\[W = 72,2 \, Дж\]

Таким образом, работа, совершенная в процессе адиабатического расширения, равна 72,2 Дж.

4. Теперь переходим ко второму процессу - изохорическому (постоянный объем). В этом процессе объем газа не изменяется, поэтому работа равна нулю.

5. Последний процесс - нагревание при постоянном объеме. В этом случае также работа равна нулю.
6. Общее изменение внутренней энергии газа за все три процесса равно нулю, поскольку внутренняя энергия газа сохраняется.

Таким образом, внутренняя энергия не меняется ни при адиабатическом расширении, ни при изохорическом нагревании. Работа, выполненная газом, равна 72,2 Дж в процессе адиабатического расширения. Количество теплоты, переданной или полученной газом, не указано в условии задачи, поэтому не можем найти значение теплоты для этого процесса.