Внутренняя энергия газа
1. Найдите, пожалуйста, прирост внутренней энергии кислорода массой 3 кг при изотермическом нагреве на 20 К. (Известно
1. Найдите, пожалуйста, прирост внутренней энергии кислорода массой 3 кг при изотермическом нагреве на 20 К. (Известно, что удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении равна 0,91 кДж / кг·°С)
2. Пожалуйста, опишите, как изменится внутренняя энергия одноатомного идеального газа, если его давление уменьшится в 4 раза, а объем увеличится в 3 раза.
2. Пожалуйста, опишите, как изменится внутренняя энергия одноатомного идеального газа, если его давление уменьшится в 4 раза, а объем увеличится в 3 раза.
11.12.2023 00:29
Написать свой ответ:
Инструкция: Внутренняя энергия газа представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергии всех молекул, находящихся в газовой среде. Для расчёта изменения внутренней энергии газа используется уравнение:
ΔU = n * Cv * ΔT,
где ΔU - изменение внутренней энергии, n - количество вещества газа, Cv - удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.
Пример использования:
1. Дано: масса кислорода = 3 кг, ΔT = 20 K, Cv = 0,91 кДж / кг·°C.
Для решения задачи, сначала нужно выразить количество вещества газа:
n = m / M,
где m - масса газа, M - молярная масса газа. Для кислорода M = 32 г/моль.
n = 3 кг / (32 г/моль) ≈ 0,09375 моль.
Теперь можем посчитать изменение внутренней энергии:
ΔU = n * Cv * ΔT = 0,09375 моль * 0,91 кДж / (кг·°C) * 20 K = 0,1693 кДж.
Таким образом, прирост внутренней энергии кислорода массой 3 кг при изотермическом нагреве на 20 K составляет 0,1693 кДж.
2. Дано: давление уменьшилось в 4 раза, объем увеличился в 3 раза.
Известно, что для идеального газа изменение внутренней энергии связано с совершенной работы и теплом. При изменении объема при постоянной температуре работа идеального газа равна произведению давления на изменение объема:
А = P * ΔV.
Таким образом, для одноатомного идеального газа при изменении только объема изменение внутренней энергии будет равно величине затраченной на работу энергии:
ΔU = P * ΔV.
В данном случае давление уменьшилось в 4 раза, объем увеличился в 3 раза, поэтому:
ΔU = 1/4 * 3 = 3/4 = 0,75.
Таким образом, внутренняя энергия одноатомного идеального газа уменьшится на 0,75 единицы энергии при уменьшении давления в 4 раза и увеличении объема в 3 раза.
Совет: Для лучшего понимания темы можно проанализировать процессы, связанные с изменением объема и давления их идеального газа на примере различных газов, а также изучить основные формулы для расчета внутренней энергии идеального газа.
Практика: Рассчитайте изменение внутренней энергии 0,5 моль двухатомного идеального газа при изменении давления в 2 раза и изменении температуры на 30 К. Удельная теплоемкость газа при постоянном объеме равна 1,5 кДж / (кг·°C).