Какова работа газа во время изобарного расширения? Какое изменение происходит во внутренней энергии газа? Какова

Содержание вопроса: Изобарное расширение газа

Пояснение: Во время изобарного расширения газа работа, совершаемая газом, определяется произведением внешнего давления на изменение объема газа. Работа газа в данном случае равна произведению константного давления на изменение объема:
\[W = P\Delta V\]
где \(W\) - работа газа, \(P\) - внешнее давление, \(\Delta V\) - изменение объема газа. Если объем газа увеличивается, то работа положительна, а если уменьшается - отрицательна.

Во время изобарного расширения не происходит изменений во внутренней энергии газа (термической энергии, связанной с движением его молекул).

Температура газа в конце изобарного процесса зависит от количества теплоты \(Q\) и количества внешней работы \(W\), совершенной газом:
\[Q = \Delta U + W\]

Если неотрицательная работа \(W\) совершается над газом, то изменение внутренней энергии \(\Delta U\) будет равным количеству полученной теплоты \(Q\), и температура газа будет увеличиваться. Если работа \(W\) отрицательна, то изменение внутренней энергии \(\Delta U\) будет меньше количества полученной теплоты \(Q\), и температура газа будет уменьшаться.

Например: При изобарном расширении газ расширился на 2 л при постоянном давлении 3 атм. Какую работу совершил газ?

Совет: Чтобы лучше понять изобарный процесс, можно представить его на графике объема газа от времени. Это поможет визуально представить изменения, происходящие в газе.

Практика: Газ изначально имеет объем 5 л при давлении 2 атм. В результате изобарного процесса объем газа увеличился до 20 л. Какую работу совершил газ?