В зависимости от типа процесса, который происходит с идеальным газом, значения изменения его внутренней энергии
В зависимости от типа процесса, который происходит с идеальным газом, значения изменения его внутренней энергии, работы, совершенной силой давления газа и количества теплоты могут быть положительными, равными нулю или отрицательными. На рисунке представлена зависимость между объемом, занимаемым определенной массой идеального газа, и абсолютной температурой. Определите знаки (ΔU, Q и A) на каждом участке графика. Объясните свой ответ, указав, какие физические закономерности были использованы.
Григорьевич 68
На данном графике представлена зависимость между объемом, занимаемым идеальным газом, и его абсолютной температурой. Чтобы определить знаки изменения внутренней энергии (ΔU), работы (A) и количества теплоты (Q) на каждом участке графика, мы можем использовать физические законы, связанные с идеальным газом.1. Участок AB: На этом участке графика объем увеличивается, а температура увеличивается. В этом случае изменение внутренней энергии (ΔU) может быть положительным или отрицательным, в зависимости от того, как энергия передается системе или от нее. Работа (A), совершенная силой давления газа, будет положительной, так как газ совершает работу при расширении. Количество теплоты (Q) также будет положительным, так как газ абсорбирует теплоту из окружающей среды, чтобы повысить свою температуру.
2. Участок BC: На этом участке графика объем сохраняется неизменным, а температура увеличивается. Изменение внутренней энергии (ΔU) будет равно нулю, так как внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. Работа (A) также будет равна нулю, так как объем не изменяется. Количество теплоты (Q) будет положительным, так как газ получает теплоту из окружающей среды для повышения своей температуры.
3. Участок CD: На этом участке графика объем уменьшается, а температура увеличивается. Изменение внутренней энергии (ΔU) может быть положительным или отрицательным, в зависимости от того, как энергия передается системе или от нее. Работа (A) будет отрицательной, так как газ совершает работу против внешнего давления при сжатии. Количество теплоты (Q) также будет положительным, так как газ поглощает теплоту из окружающей среды, чтобы повысить свою температуру.
4. Участок DA: На этом участке графика объем сохраняется неизменным, а температура уменьшается. Изменение внутренней энергии (ΔU) будет равно нулю, так как внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. Работа (A) также будет равна нулю, так как объем не изменяется. Количество теплоты (Q) будет отрицательным, так как газ отдает теплоту окружающей среде, чтобы снизить свою температуру.
Таким образом, знаки изменения внутренней энергии (ΔU), работы (A) и количества теплоты (Q) на каждом участке графика можно определить с помощью этих физических закономерностей, связанных с идеальным газом.