До якої температури під тиском 1,5⁢×10⁵ Па було нагріте 4 дм³ повітря, якщо під час підняття поршня була виконана

Тема урока: Перший закон термодинаміки

Пояснення:
Перший закон термодинаміки говорить про збереження енергії у теплових процесах. Закон стверджує, що енергія не може бути створена або знищена, але може перетворюватися з одного виду в інший. Загальна форма першого закону термодинаміки включає роботу, яку виконує система, тепло, яке передається системі, і зміну внутрішньої енергії системи.

У цьому завданні ми знаємо величину виконаної роботи системою (150 Дж) і об"єм повітря (4 дм³). Ми повинні знайти зміну температури.

Для вирішення цієї задачі ми можемо використати рівняння роботи:

\[A = p \cdot \Delta V\]

де \(A\) - робота, \(p\) - тиск, \(\Delta V\) - зміна об"єму.

Ми знаємо значення роботи \(A = 150\) Дж і тиск \(p = 1.5 \times 10^5\) Па. Об"єм \(\Delta V\) можна знайти, використовуючи формулу:

\[\Delta V = \frac{4 \, \text{дм³}}{1000} = 0.004 \, \text{м³}\]

Тепер ми можемо знайти зміну температури за допомогою формули:

\[\Delta T = \frac{A}{C}\]

де \(C\) - теплоємність газу при постійному об"ємі. Значення \(C\) для повітря може бути наближено як \(C = \frac{5}{2}R\), де \(R\) - універсальна газова стала.

Тепер ми можемо підставити значення в формулу і обчислити зміну температури.

Приклад використання:
Задача: Підняттям поршня було виконано роботу 150 Дж при тиску 1,5×10⁵ Па. До якої температури під тиском 1,5×10⁵ Па було нагріте 4 дм³ повітря? Початкова температура повітря у циліндрі становила ...

Рада:
Для кращого розуміння задачі, зверніть увагу на одиниці вимірювання. Перевірте, чи правильно підставили значення в формули і чи вказані величини мають одну систему одиниць.

Вправа:
Обчисліть зміну температури повітря при піднятті поршня, якщо робота, виконана системою, дорівнює 200 Дж, тиск становить 2 × 10⁵ Па, а об"єм повітря 6 дм³. Початкова температура повітря у циліндрі 298 К.