Каково изменение внутренней энергии газа при поступлении 80 кДж теплоты при его медленном нагревании и его расширении

Скользящий_Тигр

43

Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать формулу для изменения внутренней энергии газа:

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

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, \(Q\) - количество теплоты, поступившее в систему, и \(W\) - работа, совершенная газом.

Поскольку газ медленно нагревается и расширяется при постоянном давлении, работа \(W\) может быть выражена как

\(W = P \cdot \Delta V\),

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

В данной задаче заданы следующие значения:

\(Q = 80\) кДж (теплота, поступившая в систему),
\(\Delta V = 0,2\) м (изменение объема газа),
\(P = 10^5\) (давление газа).

Для решения задачи, нам нужно вычислить изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\). Подставим заданные значения в формулу:

\(\Delta U = 80 \, \text{кДж} - (10^5 \, \text{Па}) \cdot 0,2 \, \text{м}\).

Далее, проведем необходимые преобразования единиц измерения:

\(80 \, \text{кДж} = 80 \times 10^3 \, \text{Дж}\),
\(10^5 \, \text{Па} = 10^5 \, \text{Дж/м}^3\).

\(\Delta U = 80 \times 10^3 \, \text{Дж} - (10^5 \, \text{Дж/м}^3) \cdot 0,2 \, \text{м}\).

Выполним вычисления:

\(\Delta U = 80 \times 10^3 \, \text{Дж} - 2 \times 10^4 \, \text{Дж}\).

\(\Delta U = 60 \times 10^3 \, \text{Дж}\).

Итак, изменение внутренней энергии газа составляет 60 кДж.