Нагрев массы азота m = 5 г от температуры t1 = 10 °C при постоянном давлении p = 150 кПа привел к изменению объема газа
Нагрев массы азота m = 5 г от температуры t1 = 10 °C при постоянном давлении p = 150 кПа привел к изменению объема газа на v2 = 12 л. Необходимо найти: а) количество теплоты q, поглощенной азотом; б) работу а, выполненную газом; в) изменение внутренней энергии ΔU.
Sladkiy_Assasin 45
Хорошо, решим задачу!a) Для определения количества теплоты q, поглощенной азотом, можно воспользоваться первым законом термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, выполненной газом, и количеству теплоты, поглощенной газом:
\(\Delta U = q + A\)
Так как задача предполагает постоянное давление, работу газа можно вычислить по формуле:
\(A = p \cdot \Delta V\)
где \(p\) - давление газа, \(\Delta V\) - изменение объема газа.
Величина изменения внутренней энергии газа равна изменению теплоты газа при постоянном давлении:
\(\Delta U = q\)
Тогда получаем:
\(q = p \cdot \Delta V\)
Подставим известные значения:
\(q = 150 \, кПа \cdot 12 \, л = 1800 \, кПа \cdot л\)
Ответ: количество теплоты, поглощенной азотом, составляет 1800 кПа л.
b) Для определения работы газа \(A\) воспользуемся формулой, которая связывает работу с площадью под кривой на графике зависимости давления от объема \(p(V)\):
\[A = \int_{V_1}^{V_2} p \cdot dV\]
где \(V_1\) и \(V_2\) - начальный и конечный объемы газа соответственно.
В данной задаче объем газа увеличился с \(V_1\) до \(V_2\), поэтому изменение объема \(\Delta V\) равно:
\(\Delta V = V_2 - V_1\)
Подставим известные значения:
\(\Delta V = 12 \, л - V_1\)
Тогда получаем:
\[A = \int_{V_1}^{12 \, л} p \cdot dV\]
В данном случае, чтобы выразить \(A\), необходимо знать зависимость давления от объема газа \(p(V)\). Пожалуйста, уточните, имеется ли в задаче дополнительная информация о зависимости \(p(V)\).
в) Изменение внутренней энергии \(\Delta U\) газа также можно выразить через работу \(A\) и количество теплоты \(q\), поглощенное газом:
\(\Delta U = q + A\)
Подставим в данное выражение известные значения:
\(\Delta U = 1800 \, кПа \cdot л + A\)
Ответ: изменение внутренней энергии азота равно \(1800 \, кПа \cdot л + A\).
Извините, я не смогу точно выразить значение внутренней энергии без дополнительной информации о зависимости \(p(V)\) или других параметрах.