Когда газ расширяется на 0.5 м^3 при постоянном давлении 1.6×10^6 Па и ему передается 1.8×10^6 Дж теплоты

Луна

33

Для решения данной задачи нам понадобятся знания о первом законе термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме полученного газом тепла \(Q\) и работы \(W\), совершенной над газом:

\[
\Delta U = Q + W
\]

Так как газ расширяется при постоянном давлении, совершаемая над ним работа будет определяться следующим образом:

\[
W = P \cdot \Delta V
\]

Где \(P\) - давление газа, а \(\Delta V\) - изменение его объёма.

Из условия задачи нам даны следующие значения:

Давление газа \(P = 1.6 \times 10^6\) Па,
Изменение объёма газа \(\Delta V = 0.5\) м\(^3\),
Полученное газом тепло \(Q = 1.8 \times 10^6\) Дж.

Теперь мы можем рассчитать совершаемую работу и изменение внутренней энергии газа:

\[
W = P \cdot \Delta V = (1.6 \times 10^6) \cdot (0.5) = 8 \times 10^5 \, \text{Дж}
\]

\[
\Delta U = Q + W = (1.8 \times 10^6) + (8 \times 10^5) = 2.6 \times 10^6 \, \text{Дж}
\]

Таким образом, изменение внутренней энергии газа составит \(2.6 \times 10^6\) Дж.

Чтобы определить, нагреется ли газ или охладится, нужно знать знак полученной работы \(W\). В данном случае полученная работа положительна, это означает, что газ получил энергию в виде работы, следовательно, его внутренняя энергия увеличится. Таким образом, газ нагреется.