Дано:
Количество вещества газа n = 10 моль
Изменение температуры ΔT = 100 K
Для одноатомного идеального газа количество степеней свободы f = 3
Универсальная газовая постоянная R = 8.314 Дж/(моль·К)
1. Изменение внутренней энергии (ΔU) при изобарном процессе определяется как произведение количества вещества газа, универсальной газовой постоянной и изменения температуры:
ΔU = n * R * ΔT
Подставляем известные значения:
ΔU = 10 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 100 К
Вычисляем:
ΔU = 8314 Дж
2. Работа (W), совершаемая газом при изобарном процессе, определяется как произведение давления на изменение объема:
W = P * ΔV
Для изобарного процесса ΔV = n * R * ΔT / P, где P - давление газа.
Поскольку газ идеальный и изобарный процесс, то P = nRT/V, следовательно ΔV = nΔT.
Подставляем значения:
W = n * R * ΔT
W = 10 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 100 К
Вычисляем:
W = 8314 Дж
3. Количество теплоты (Q), сообщенное газу, равно изменению его внутренней энергии при изобарном процессе:
Q = ΔU + W
Подставляем значения:
Q = 8314 Дж + 8314 Дж
Вычисляем:
Q = 16628 Дж
Ответ:
Изменение внутренней энергии газа при изобарном нагревании составляет 8314 Дж, работа, совершаемая газом, равна 8314 Дж, количество теплоты, сообщенное газу, составляет 16628 Дж.