Дано:
n = 4 моль
Q = 4 кДж = 4000 Дж
Найти:
ΔU - изменение внутренней энергии
W - работа, совершенная газом
Решение:
1. Для процесса при постоянном давлении изменение внутренней энергии газа можно найти по формуле:
ΔU = Q - W
2. Работа, совершенная газом при постоянном давлении, вычисляется по формуле:
W = PΔV
Для гелия, как идеального газа, изменение объема связано с изменением температуры по формуле:
ΔV = (nRT) / P
3. Подставим это выражение в формулу для работы:
W = P * ((nRT) / P)
Учитывая, что давление (P) не изменяется, и воспользовавшись уравнением состояния идеального газа (PV = nRT), получаем:
W = nRΔT
4. Подставим значения и найдем работу:
W = 4 моль * 8.314 Дж/(моль*К) * ΔT
W = 33.256 * ΔT
Так как Q = 4000 Дж, то:
ΔU = 4000 Дж - W
ΔU = 4000 Дж - 33.256 * ΔT
Ответ:
ΔU = 4000 Дж - 33.256 * ΔT
W = 33.256 * ΔT