Азот в возрасте 14 г undergoes adiabatic expansion, during which the pressure decreases from P1 = 2 * 10^5 Pa to P2

Содержание: Адиабатическое расширение газа и работа газа.

Пояснение: Первым шагом в решении данной задачи является нахождение начального и конечного объемов газа. Для этого можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Объем можно найти, подставив данное давление в уравнение состояния:

V1 = (nRT1) / P1 = (nR * 420) / (2 * 10^5),

V2 = (nRT1) / P2 = (nR * 420) / (1 * 10^5).

Далее, чтобы построить график Р-В, нужно найти значение давления и объема на каждом из этапов. Для адиабатического процесса давление и объем связаны уравнением Адиабатического процесса:

P * V^(γ) = const,

где γ - показатель адиабаты для данного газа.

Используя это уравнение, можно найти конечный объем газа после расширения:

V3 = V2 * (P3 / P2)^(1/γ),

где P3 - давление газа после адиабатического расширения.

После этого можно нарисовать график на координатной плоскости, где по оси абсцисс будет отложен объем V, а по оси ординат - давление P.

Следующим шагом является нахождение изменения внутренней энергии ΔU1-2-3 газа и работы A1-2-3, выполняемой газом за весь процесс. Для этого можно использовать формулы:

ΔU1-2-3 = Q1-2-3 - A1-2-3,

A1-2-3 = ∫ PdV,

где Q1-2-3 - тепловое количество, полученное или утерянное газом.

Доп. материал: Найдите изменение внутренней энергии, ΔU1-2-3, и работу газа, A1-2-3, для всего процесса.

Совет: При работе с адиабатическим процессом важно помнить, что в нем нет обмена теплом с окружающей средой, поэтому тепло Q1-2-3 равно нулю. Также, необходимо знать значение показателя адиабаты γ для данного газа.

Ещё задача: Возьмем, что γ = 1,4. Найдите значения объема и давления на каждом этапе процесса (P1, P2, V1, V2, V3), постройте график P-V и вычислите изменение внутренней энергии газа, ΔU1-2-3, и работу газа, A1-2-3.