Каково изменение внутренней энергии газа, работа, выполненная газом, и количество тепла, переданное газу, если объем

Hrabryy_Viking

50

Дано:
Объем газа (V) = 10 м^3
Начальное давление газа (P1) = 0,1 Па
Конечное давление газа (P2) = 0,3 МПа (Мегапаскали)

Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для решения данной задачи. Уравнение состояния идеального газа в общем виде выглядит следующим образом:

P * V = n * R * T

Где:
P - давление газа
V - объем газа
n - количество вещества (моль)
R - универсальная газовая постоянная
T - температура газа в абсолютной шкале

Сначала нам необходимо выразить количество вещества газа (n) через заданные параметры объема, давления и универсальную газовую постоянную (R). Для этого можем использовать уравнение:

n = (P * V) / (R * T)

Так как задача подразумевает постоянство объема газа, можем сократить уравнение:

n = (P1 * V) / (R * T1) = (P2 * V) / (R * T2)

Чтобы найти изменение внутренней энергии газа (ΔU), можем использовать следующую формулу:

ΔU = q - W

где ΔU - изменение внутренней энергии, q - количество тепла, переданное газу, W - работа, выполненная газом.

Количество тепла, переданного газу (q), можно найти, используя формулу:

q = n * C * ΔT

где C - молярная удельная теплоемкость газа, ΔT - изменение температуры газа.

Работу, выполненную газом (W), можно найти, используя формулу:

W = P * ΔV

где ΔV - изменение объема газа.

Теперь рассчитаем все значения.

Сначала найдем начальную температуру газа (T1). Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для этого:

T1 = (P1 * V) / (n * R)

Аналогично, найдем конечную температуру газа (T2):

T2 = (P2 * V) / (n * R)

Подставим значения и рассчитаем:

T1 = (0,1 Па * 10 м^3) / (n * R)
T1 = (0,1 Па * 10 м^3) / ((P1 * V) / (R * T1))

Теперь можем рассчитать количество вещества (n) используя уравнение состояния идеального газа:

n = (P1 * V) / (R * T1)
n = (0,1 Па * 10 м^3) / (R * T1)

Зная количество вещества газа (n), можем найти изменение внутренней энергии газа (ΔU):

ΔU = q - W

Теперь рассчитаем количество тепла (q), используя формулу:

q = n * C * ΔT

К сожалению, у нас нет информации о молярной удельной теплоемкости газа (C), поэтому мы не можем рассчитать количество тепла (q) без дополнительных данных.

Однако мы можем рассчитать работу (W), используя формулу:

W = P * ΔV

Изначально, объем газа равен 10 м^3, поэтому изменение объема газа (ΔV) равно нулю (так как объем остается неизменным).

Тогда работа (W) также будет равна нулю.

Таким образом, в ответе мы можем указать, что изменение внутренней энергии газа (ΔU) равно количеству тепла (q), поскольку работа (W) равна нулю.

Ответ:
Изменение внутренней энергии газа (ΔU) равно количеству тепла (q), однако без данных о молярной удельной теплоемкости газа (C) мы не можем точно рассчитать это значение. Работа, выполненная газом (W), равна нулю, так как объем газа остается неизменным.