Какое количество теплоты было подведено к газу, когда одна моль одноатомного газа прошла процесс 1-2, изображенный

Zolotoy_Robin Gud

6

Определение количества теплоты, подведенного к газу, можно сделать, используя первое начало термодинамики. Первое начало гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме теплоты, подведенной к газу, и работы, совершенной над газом. В данном случае, мы хотим найти только количество теплоты, поэтому нужно учесть только эту составляющую.

На диаграмме условно изображен процесс, который проходит газ. Мы видим, что газ проходит из состояния 1 в состояние 2. Так как газ одноатомный, то у него нет внутренних степеней свободы, связанных с вращением или колебанием молекул. Поэтому изменение внутренней энергии газа будет зависеть только от изменения его температуры.

Уравнение связи для изменения внутренней энергии одноатомного газа можно записать следующим образом:

\(\Delta U = C_v \cdot \Delta T\),

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, \(C_v\) - молярная теплоемкость при постоянном объеме газа, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Так как газ проходит из состояния 1 в состояние 2, то изменение внутренней энергии газа будет равно:

\(\Delta U = C_v \cdot (T_2 - T_1)\),

где \(T_1\) - начальная температура газа, \(T_2\) - конечная температура газа.

Из диаграммы можно определить начальную и конечную температуры газа. Затем, нам нужно узнать значение молярной теплоемкости при постоянном объеме газа \(C_v\). Для одноатомного газа, такого как гелий или неон, \(C_v\) примерно равно 3/2 молярной газовой постоянной \(R\) или 12,5 Дж/(моль К).

Подставим все значения в уравнение:

\(\Delta U = 12,5 \, \text{Дж/(моль К)} \cdot (T_2 - T_1)\).

Таким образом, для расчета количества теплоты, подведенного к газу, нам необходимо знать начальную и конечную температуры газа, а также значение молярной теплоемкости при постоянном объеме газа \(C_v\). Опирайтесь на диаграмму, чтобы получить точные значения температур, и используйте указанное значение \(C_v\) для одноатомного газа. Произведите подсчет, подставив в формулу значения температур и \(C_v\), чтобы найти количество теплоты, подведенное к газу.