Какое изменение происходит во внутренней энергии и температуре аргона после его расширения в термостате с поршнем?

Тема: Изменение внутренней энергии и температуры при расширении аргона в термостате с поршнем

Объяснение: При расширении аргона в термостате с поршнем происходит изменение внутренней энергии и температуры газа. Это происходит из-за выполнения работы над газом.

Когда аргон расширяется в термостате с поршнем, работа, выполняемая над газом, равна величине произведения силы, действующей на поршень, на перемещение поршня. В данном случае, заданная работа равна 7200 Дж.

Используем первый закон термодинамики, согласно которому изменение внутренней энергии газа равно выполненной над ним работе плюс изменение его тепловой энергии:
ΔU = Q + W,

где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - изменение тепловой энергии, а W - работа, выполненная над газом.

Поскольку нет передачи теплоты между аргоном и окружающей средой, то изменение тепловой энергии равно нулю:
Q = 0.

Следовательно, изменение внутренней энергии газа равно работе, выполненной над ним:
ΔU = W.

В данной задаче задана величина работы, выполненной над газом, равная 7200 Дж. Таким образом, изменение внутренней энергии аргона будет также равно 7200 Дж.

Чтобы определить изменение температуры аргона, воспользуемся соотношением между изменением внутренней энергии и изменением температуры:
ΔU = m * c * ΔT,

где m - масса газа, c - удельная теплоемкость газа, ΔT - изменение температуры газа.

Подставляя известные значения в формулу, получим:
7200 = 0.5 * 523 * ΔT.

Решая уравнение относительно ΔT, найдем изменение температуры аргона.

Пример использования: Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу ΔU = W и формулу ΔU = m * c * ΔT. Составим уравнение 7200 = 0.5 * 523 * ΔT и решим его, чтобы найти изменение температуры аргона.

Совет: Для более полного понимания термодинамики и расчетов изменения внутренней энергии и температуры при расширении газа, рекомендуется изучить основные законы термодинамики и усвоить принципы работы с уравнениями, связывающими эти величины.

Задание для закрепления: Если работа, выполненная над газом, составляет 4800 Дж, а масса газа равна 0.8 кг, и удельная теплоемкость газа равна 680 Дж/(кг * К), какое изменение произойдет во внутренней энергии и температуре газа при его расширении в термостате с поршнем?