Какова работа газа, изменение его внутренней энергии и изменение энтропии, когда углекислый газ СО2 расширяется

Тема: Работа, изменение внутренней энергии и изменение энтропии газа при расширении

Объяснение: Работа, изменение внутренней энергии и изменение энтропии газа являются важными понятиями в термодинамике. При расширении газа происходит работа, изменение внутренней энергии и изменение энтропии.

Работа газа при его расширении определяется как произведение давления на изменение объема газа:

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

Где \( W \) - работа, \( p \) - давление газа, \( \Delta V \) - изменение объема газа.

Изменение внутренней энергии газа связано с совершенной работой и тепловым обменом:

\[ \Delta U = Q - W \]

Где \( \Delta U \) - изменение внутренней энергии, \( Q \) - полученное тепло, \( W \) - совершенная работа.

Изменение энтропии газа при расширении определяется следующим образом:

\[ \Delta S = n \cdot R \cdot \ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right) \]

Где \( \Delta S \) - изменение энтропии, \( n \) - количество вещества газа, \( R \) - универсальная газовая постоянная, \( V_1 \) и \( V_2 \) - начальный и конечный объемы газа соответственно.

Демонстрация:
Пусть начальный объем газа равен 2 литрам, конечный объем газа равен 4 литрам, давление газа \( p \) равно \( \alpha \sqrt{V} \), где \( \alpha = 0.5 \).

Мы можем вычислить работу газа, изменение внутренней энергии и изменение энтропии газа при расширении.

Совет:
Для лучшего понимания термодинамики важно освоить основные принципы и формулы, ознакомиться с соответствующими примерами и провести практические задания.

Закрепляющее упражнение:
При расширении газа от объема 1 литр до 5 литров при давлении \( p = 2\sqrt{V} \), вычислите работу газа, изменение внутренней энергии и изменение энтропии газа.