дано:
давление p = 2·10^5 Па
увеличение объёма ΔV = 0,3 м³
найти:
увеличение внутренней энергии ΔU газа
решение:
Для идеального одноатомного газа изменение внутренней энергии можно рассчитать по формуле:
ΔU = (3/2) * n * R * ΔT,
где n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (R ≈ 8,31 Дж/(моль·К)), ΔT - изменение температуры.
Однако в данном случае мы будем использовать также работу, совершаемую газом при расширении, и закон Бойля-Мариотта. Работа газа при постоянном давлении может быть выражена как:
A = p * ΔV.
Сначала найдём работу A:
A = p * ΔV = (2·10^5) * (0,3) = 6·10^4 Дж.
При постоянном давлении работа газа равна изменению внутренней энергии, если не происходит теплообмена с окружающей средой. Таким образом, увеличение внутренней энергии будет равно работе газа:
ΔU = A = 6·10^4 Дж.
ответ:
увеличение внутренней энергии газа ΔU = 6·10^4 Дж.