Какая доля тепла, полученного азотом, была использована для выполнения работы при расширении, если его объем увеличился

Содержание вопроса: Доля тепла, использованная на выполнение работы при расширении азота

Объяснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать первый закон термодинамики, который устанавливает, что изменение внутренней энергии (ΔU) газа равно сумме работы (W), совершенной газом, и теплоты (Q), добавленной газу.

ΔU = Q - W

В данной задаче мы хотим найти долю тепла, использованную на выполнение работы при расширении газа. Расширение может быть описано изменением объема (ΔV) и изменением давления (ΔP).

ΔV = 2% = 0.02 (изменение объема в десятичном представлении)
ΔP = 1% = 0.01 (изменение давления в десятичном представлении)

Также нам дана удельная теплоемкость азота при постоянном объеме (Cv), которая указывает, что теплоемкость азота останавливается при постоянном объеме.

При условии постоянства удельной теплоемкости, тепло (Q) может быть определено по формуле:

Q = Cv * ΔT

Где ΔT - изменение температуры.

Доля тепла, использованная для выполнения работы (W/Q), будет равна отношению работы (W) к теплу (Q).

W/Q = W / (Cv * ΔT)

Мы можем использовать этот подход, чтобы найти долю тепла, использованную на выполнение работы при расширении азота.

Демонстрация: Предположим, у нас есть азот, удельная теплоемкость при постоянном объеме (Cv) которого составляет 0.5 J/mol*K. Объем азота увеличивается на 2%, а давление - на 1%. Требуется найти долю тепла, использованную на выполнение работы при расширении.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему и формулы, рекомендуется изучить основы термодинамики, включая первый закон термодинамики и удельную теплоемкость.

Задача для проверки: Удельная теплоемкость гелия при постоянном объеме равна 5J/mol*K. Объем гелия увеличивается на 3%, а давление - на 2%. Найдите долю тепла, использованную на выполнение работы при расширении гелия.