На рисунке 42.4 приведён график процесса с двумя молями одноатомного газа. Начальная температура равна 400 К. Какое количество теплоты отдал газ на участке 2 — 3
от

1 Ответ

дано:  
n = 2 моль (количество вещества)  
T_initial = 400 K (начальная температура)  

найти:  
количество теплоты Q, отданное газом на участке 2 — 3.  

решение:

1. Для одноатомного газа значение теплоемкости при постоянном объеме C_v равно (3/2)R, а при постоянном давлении C_p равно (5/2)R.

2. На участке 2 — 3 происходит изотермический процесс, так как температура остается постоянной. По этому процессу количество теплоты можно выразить через работу:

Q = W, где W - работа, совершенная газом.

3. Работа в изотермическом процессе для идеального газа может быть найдена по формуле:

W = n * R * T * ln(V_final / V_initial).

4. Поскольку температура постоянна, используем T_initial = 400 K.

5. Для нахождения работы нам нужно знать объем на начальном и конечном состояниях, которые представлены на графике. Предположим, что V_initial и V_final известны или могут быть определены по графику.

6. Подставляем значения в формулу:

W = 2 * R * 400 * ln(V_final / V_initial).

7. Поскольку значение R = 8.314 Дж/(моль*K):

W = 2 * 8.314 * 400 * ln(V_final / V_initial)
=> W = 6651.2 * ln(V_final / V_initial).

8. Значения V_initial и V_final должны быть взяты с графика. После определения этих значений подставим их в формулу и найдем ln(V_final / V_initial).

9. После подстановки всех значений мы получим количество теплоты Q.

Ответ: Количество теплоты, отданное газом на участке 2 — 3, равно W, рассчитанному по указанной формуле.
от