Теплова фізика ідеального газу
1. Яким чином змінився тиск у закритій посудині, якщо кількість теплоти переданої гелію становить 2,7 кДж
1. Яким чином змінився тиск у закритій посудині, якщо кількість теплоти переданої гелію становить 2,7 кДж, при температурі 27 °С?
2. Яка була робота газу та зміна його внутрішньої енергії під час ізобарного нагрівання ідеального одноатомного газу, якщо кількість переданої йому теплоти становить 9,4 МДж?
3. Під час нагрівання ідеального одноатомного газу, який починається з об"єму 1 м3 та тиску 200 кПа, спочатку за постійного тиску, де його об"єм збільшується удвічі, а потім за постійного об"єму, де тиск збільшується до 0,5 МПа, яка кількість теплоти була витрачена?
2. Яка була робота газу та зміна його внутрішньої енергії під час ізобарного нагрівання ідеального одноатомного газу, якщо кількість переданої йому теплоти становить 9,4 МДж?
3. Під час нагрівання ідеального одноатомного газу, який починається з об"єму 1 м3 та тиску 200 кПа, спочатку за постійного тиску, де його об"єм збільшується удвічі, а потім за постійного об"єму, де тиск збільшується до 0,5 МПа, яка кількість теплоти була витрачена?
01.12.2023 15:35
Написать свой ответ:
Об"яснення: Для розв"язання цих задач необхідно використовувати такі закони термодинаміки: закон збереження енергії та ідеальний газовий закон.
1. Якщо температура змінюється при постійному об"ємі, то згідно ідеального газового закону відбувається наступна зміна тиску:
PV / T = const;
P₁V₁ / T₁ = P₂V₂ / T₂,
де P₁, T₁ - початковий тиск та температура, P₂, T₂ - кінцевий тиск та температура, V₁ - початковий об"єм.
В даній задачі потрібно знайти зміну тиску (P₂ - P₁). Розв"яжемо рівняння за формулою:
P₂ = P₁ * (T₂ / T₁),
P₂ - P₁ = P₁ * (T₂ / T₁) - P₁.
2. Якщо нагрівання відбувається при постійному тиску (ізобарний процес), то згідно ідеального газового закону відбувається наступна зміна об"єму:
V / T = const;
V₁ / T₁ = V₂ / T₂,
де V₁, T₁ - початковий об"єм та температура, V₂, T₂ - кінцевий об"єм та температура.
В даній задачі необхідно знайти роботу газу (A), яка визначається за формулою:
A = P * (V₂ - V₁),
де Р - тиск газу.
3. Для обчислення сумарної кількості теплоти (Q) витраченої на нагрівання, необхідно скласти вклади для обох етапів нагрівання.
Щоб розрахувати кількість теплоти для кожного етапу, можна використовувати формулу:
Q = n * C * (T₂ - T₁),
де n - кількість речовини (наприклад, молярна маса), C - молярна спека чинного газу, T₂ - кінцева температура, T₁ - початкова температура.
Приклад використання:
1. Кількість теплоти, переданої гелію, становить 2,7 кДж при температурі 27 °С. Знайти зміну тиску в закритій посудині, якщо змінюється тільки температура, і початковий тиск дорівнює 200 кПа.
2. Кількість переданої теплоти ідеальному одноатомному газу становить 9,4 МДж під час ізобарного нагрівання. Знайти роботу газу та зміну його внутрішньої енергії.
3. Найти количество теплоты, затраченное при нагревании идеального одноатомного газа, который начинается с объема 1 м3 и давлением 200 кПа, сначала при постоянном давлении, где его объем увеличивается вдвое, а затем при постоянном объеме, где давление увеличивается до 0,5 МПа.
Порада: Для легшого розуміння та вивчення теми рекомендую вивчити ідеальний газовий закон, закон збереження енергії та принципи задач термодинаміки. Також враховуйте одиниці вимірювання при обчисленнях.
Вправа: Як зміниться тиск в закритій посудині, якщо кількість теплоти, переданої газу, становить 3,6 кДж при температурі 36 °С (початковий тиск - 150 кПа)?