Какую работу выполнил идеальный газ при изохорном нагревании на 50 К, если он получил 2 кДж теплоты?

Yascherka

45

Для начала, давайте разберемся, что такое изохорное нагревание и идеальный газ.

Идеальный газ - это модель газа, которая используется для упрощения анализа и вычисления его свойств. Он предполагает, что частицы газа не взаимодействуют друг с другом, а их объем пренебрежимо мал в сравнении с объемом сосуда, в котором находится газ.

Изохорное нагревание происходит при постоянном объеме газа. В таком процессе газ получает энергию в виде теплоты, но его объем не меняется.

Теперь перейдем к решению задачи.

Известно, что идеальный газ получил 2 кДж теплоты и произошло изохорное нагревание на 50 К. Чтобы найти работу, которую выполнил газ, мы можем использовать первый закон термодинамики, который гласит:

\[
\Delta U = Q - W
\]

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, \(Q\) - полученная теплота, и \(W\) - проделанная работа.

В данном случае, так как нагревание произошло изохорно, то \(\Delta U = 0\), потому что изменение внутренней энергии связано с изменением температуры и не зависит от объема.

Таким образом, мы получаем:

\[
0 = 2\, \text{кДж} - W
\]

что означает, что работа, выполненная газом, равна -2 кДж. В данном случае отрицательное значение указывает на то, что газ совершил работу над своей окружающей средой.

Вот и все. Газ совершил работу в размере -2 кДж при изохорном нагревании на 50 К.