Дано:
Масса азота: m = 600 г = 0,6 кг
Начальная температура: T = 560 К
Начальный объем: V1 = 1,2 м³
Конечный объем: V2 = V1 + 3 м³ = 4,2 м³
Найти:
Количество теплоты, сообщенное газу: Q
Изменение внутренней энергии: ΔU
Совершенная газом работа: A
Решение:
Изменение внутренней энергии
Для идеального газа при изотермическом процессе изменение внутренней энергии равно нулю:
ΔU = 0
Количество теплоты
Количество теплоты, сообщенное газу при изотермическом процессе, равно совершенной газом работе:
Q = A
Работа газа
Работа газа при изотермическом процессе определяется формулой:
A = νRT ln(V2/V1)
Где ν - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, ln - натуральный логарифм.
Найдем количество молей азота:
ν = m/M = 0,6 кг / 0,028 кг/моль = 21,43 моль
Подставим значения в формулу:
A = 21,43 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 560 К * ln(4,2 м³ / 1,2 м³) ≈ 39210 Дж
Ответ:
Количество теплоты, сообщенное газу: Q = 39210 Дж Изменение внутренней энергии: ΔU = 0 Совершенная газом работа: A = 39210 Дж