дано:
уменьшение внутренней энергии ΔU = 120 кДж = 120000 Дж
найти:
количество теплоты Q, переданное газу при нагревании
решение:
1. При изохорном процессе изменение внутренней энергии связано с количеством теплоты следующим образом:
ΔU = Q_iso.
2. В данном случае, так как внутреняя энергия уменьшилась на 120000 Дж, это означает, что в процессе охлаждения газ отдал количество теплоты:
Q_iso = -ΔU = -(-120000 Дж) = 120000 Дж.
3. Затем газ был нагрет изобарно до начальной температуры. Изобарный процесс описывается уравнением:
Q = ΔU + A,
где A – работа, выполненная газом во время нагревания.
4. При изобарном процессе работа A вычисляется по формуле:
A = p * ΔV.
5. Поскольку объем газа увеличивается (при нагревании), работа будет положительной. Однако, чтобы найти работу, нам нужно знать изменение объема и давление, которые в этой задаче не указаны. Тем не менее, мы можем использовать другое свойство изобарного процесса.
6. Для одноатомного газа изменение внутренней энергии определяется по формуле:
ΔU = (3/2) * n * R * ΔT.
7. Если газ вернулся к первоначальной температуре после нагрева, то его конечная внутренняя энергия будет равна начальной внутренней энергии.
8. Общее количество теплоты, переданное газу, равно количеству теплоты, которое он должен получить для возврата к начальному состоянию:
Q = |ΔU| + A = 120000 Дж + A.
9. Однако мы не имеем информации о работе A. Если предположить, что работа A = 0 (грубо), тогда:
Q ≈ 120000 Дж.
Ответ: Количество теплоты, переданное газу при нагревании, равно приблизительно 120000 Дж (при условии, что работа равна нулю).