Какая работа (в Дж) была совершена, когда газ снова был быстро сжат, после того как 40% молекул газа диссоциировали

Тема: Работа идеального газа

Разъяснение:
Работа, совершенная идеальным газом, может быть вычислена с использованием формулы работы газа W = PΔV, где P - давление, а ΔV - изменение объема газа.
В данной задаче нам дано, что газ снова был быстро сжат, после диссоциации 40% молекул на атомы. Также нам известно, что газ нагрелся на ∆t и его работа при первом сжатии составила 2000 Дж.

Поскольку газ идеальный двухатомный газ, он содержит 3 степени свободы, и по теореме о равномерном распределении энергии, каждая степень свободы вносит по 1/2kT энергии, где k - постоянная Больцмана, T - температура.

Когда 40% молекул газа диссоциируют на атомы, количество молекул уменьшается в 2 раза. Поскольку количество молекул пропорционально энергии, энергия также уменьшается в 2 раза.

Таким образом, работа, совершенная при втором сжатии, равна половине работы при первом сжатии (2000 Дж / 2 = 1000 Дж).

Пример использования:
Если исходная работа при первом сжатии составляла 2000 Дж, то работа при втором сжатии, после того как 40% молекул газа диссоциировали и газ нагрелся на ∆t, будет составлять 1000 Дж.

Совет:
Для более легкого освоения темы работы идеального газа, рекомендуется изучить основные законы идеального газа, такие как законы Бойля-Мариотта, Шарля и Гая-Люссака. Это поможет вам лучше понять взаимосвязь давления, объема, температуры и работы в идеальном газе.

Упражнение:
Идеальный газ расширяется от объема V₁ до V₂ при постоянной температуре T. Какую работу совершит газ в этом процессе?