При изобарном расширении данной массы одноатомного газа ему передали количество теплоты 20 кДж. Чему равна работа газа?
от

1 Ответ

дано:  
количество теплоты Q = 20 кДж = 20000 Дж  

найти:  
работа газа A  

решение:  

1. По первому закону термодинамики для процесса при постоянном давлении (изобарного расширения) имеем:

ΔU = Q - A,

где ΔU - изменение внутренней энергии.

2. Для одноатомного газа изменение внутренней энергии можно выразить как:

ΔU = (3/2) * n * R * ΔT.

Для изобарного процесса также существует связь между количеством теплоты и работой:

Q = ΔU + A.

3. Подставим выражение для ΔU в уравнение количества теплоты:

Q = (3/2) * n * R * ΔT + A.

4. Однако мы можем воспользоваться другим свойством. При изобарном процессе работа газа равна:

A = P * (V2 - V1).

И также можно переписать для получения A:

A = Q - ΔU.

5. При изобарном процессе для одноатомного газа ΔU будет составлять лишь часть от Q, так что используем соотношение:

A = Q - (3/2) * n * R * ΔT.

6. Но для одиночного процесса с известным Q можно сказать, что:

A = Q - (n * C * ΔT),

где C = (5/2) * R.

7. Следовательно, если не учитывать изменение температуры и молей, то в результате работы, которую совершает газ, будет:

A = Q.

8. То есть:

A = Q = 20000 Дж.  

Ответ: Работа газа равна 20000 Дж.
от