а) Найдите работу, выполненную газом при расширении, если он расширился изобарно и изменил свой объем с v1 = 15 л

Тема урока: Работа газа и первый закон термодинамики

Объяснение: а) Чтобы найти работу, выполненную газом при расширении изобарно, используется следующая формула:
\[ W = P \cdot \Delta V \]
Где W - работа, P - давление газа, \(\Delta V\) - изменение объема газа. В данной задаче у нас задано начальное и конечное значение объема и давление газа, поэтому мы можем найти \(\Delta V\) путем вычитания начального объема из конечного объема. Подставляя эти значения в формулу, мы найдем работу газа.

б) Чтобы найти количество тепла, переданного газу, если его внутренняя энергия увеличилась, мы используем первый закон термодинамики:
\[ \Delta Q = \Delta U - W \]
Где \(\Delta Q\) - количество тепла, переданного газу, \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, W - работа, выполненная газом. В данной задаче нам известно изменение внутренней энергии и работа газа, поэтому мы можем использовать эту формулу, чтобы найти количество тепла.

в) Чтобы найти изменение температуры газа, мы можем использовать соответствующую формулу:
\[ \Delta T = \frac{\Delta Q}{c \cdot m} \]
Где \(\Delta T\) - изменение температуры газа, \(\Delta Q\) - количество тепла, переданное газу, c - удельная теплоемкость газа, m - масса газа. В данной задаче у нас нет данных о значении удельной теплоемкости газа и его массе, поэтому не можем найти конкретное значение изменения температуры газа без этих данных.

Демонстрация: а) Для нахождения работы газа, выполненной при расширении, используем формулу:
\[ W = P \cdot \Delta V \]
\[ W = 2 \cdot 10^5 \, Па \cdot (25 \, л - 15 \, л) \]
\[ W = 2 \cdot 10^5 \, Па \cdot 10 \, л \]
\[ W = 2 \cdot 10^6 \, Па · л \]

б) Для нахождения количества тепла, переданного газу, используем первый закон термодинамики:
\[ \Delta Q = \Delta U - W \]
\[ \Delta Q = 1 \, кДж - (2 \cdot 10^6 \, Па · л) \]
\[ \Delta Q = 1 \, кДж - 2 \cdot 10^6 \, Дж \]
\[ \Delta Q = -1,999 \, МДж \]

в) Для нахождения изменения температуры газа, нам необходимо знать значение удельной теплоемкости газа и его массу. Без этих данных мы не можем найти конкретное значение изменения температуры газа.

Совет: Для лучшего понимания работы газа и первого закона термодинамики рекомендуется изучить принципы и основные понятия термодинамики, а также ознакомиться с формулами и их применением в задачах.

Задача для проверки: а) Газ расширяется изначально занимая объем 10 л при давлении 1.5 · 10^5 Па до объема 25 л при давлении 2.5 · 10^5 Па. Найдите работу, выполненную газом при расширении, представьте этот процесс графически и объясните значение выполненной работы.
б) Количество тепла, переданное газу во время расширения, равно 2.1 кДж. Найдите изменение внутренней энергии газа и выполненную работу газа.
в) Газ расширяется изначально занимая объем 5 л при давлении 3 · 10^5 Па до объема 15 л. В результате расширения, количество тепла, переданного газу, равно 4.5 · 10^6 Дж. Найдите изменение внутренней энергии газа.