Какое количество работы (в кДж) выполняется силой давления, когда идеальный газ определенной массы нагревается изобарно

Формула: Работа, совершаемая при неизменном давлении (изобарный процесс), может быть вычислена с использованием следующей формулы:

\[ Работа = P \cdot \Delta V \], где
\( P \) - давление газа (в Па),
\( \Delta V \) - изменение объема газа (в м³).

Решение:
Дано:
\( P = 200 \, \text{кПа} = 200 \times 10^3 \, \text{Па}\),
\( V_i = 0.1 \, \text{м³} \),
\( T_i = 290 \, \text{К} \),
\( T_f = 355 \, \text{К} \).

Для решения задачи, нужно найти изменение объема (\( \Delta V \)), используя идеальный газовый закон:

\[ PV = nRT \], где
\( n \) - количество вещества (в молях),
\( R \) - универсальная газовая постоянная (\( 8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)} \)).

Мы можем переписать формулу выше в виде:

\[ \Delta V = \frac{{nR}}{{P}} \cdot (T_f - T_i) \].

Теперь мы можем подставить известные значения и решить:

\[ \Delta V = \frac{{n \cdot 8.314}}{{200 \times 10^3}} \cdot (355 - 290) \].

Получаем значение изменения объема (\( \Delta V \)). Затем, используя формулу для работы:

\[ Работа = P \cdot \Delta V \],

можно вычислить количество работы.

Пример:
Для данной задачи масса газа не предоставлена, поэтому мы не можем вычислить количество вещества (\( n \)). Если бы предоставили массу газа, можно было бы вычислить количество вещества с использованием молярной массы. Однако, даже без этой информации, мы можем найти изменение объема и вычислить работу, используя известные значения.

Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить уравнение состояния идеального газа, а также универсальную газовую постоянную. Также следует быть внимательным при подставлении значений, чтобы использовать правильные единицы измерения для каждой величины.

Задача для проверки:
Какое количество работы будет совершено идеальным газом, если его объем уменьшится на 0,2 м³, а давление останется константным и равным 150 кПа?