Какова работа, совершаемая при изотермическом обратимом расширении 3 молов водяного пара с 0,5∙10^5 до 0,2∙10^5

Тема урока: Работа в изотермическом обратимом расширении

Инструкция:
Изотермическое обратимое расширение относится к процессу, при котором система расширяется до нового объема при неизменной температуре. В данном случае, мы имеем изотермическое обратимое расширение водяного пара.

Работа, совершаемая в изотермическом обратимом процессе, может быть определена следующим образом:

\[W = -nRT\ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right)\]

где:
- \(W\) - работа, совершаемая системой
- \(n\) - количество вещества (в данном случае 3 моля)
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (примерное значение 8.314 Дж/(моль·К))
- \(T\) - температура (в данном случае 330 К)
- \(V_2\) - конечный объем (в данном случае равен 0.2×10^5 Па)
- \(V_1\) - начальный объем (в данном случае равен 0.5×10^5 Па)

Подставляем все известные значения в формулу и рассчитываем работу:

\[W = -3 \times 8.314 \times 330 \times \ln\left(\frac{0.2 \times 10^5}{0.5 \times 10^5}\right)\]

\[W \approx -3 \times 8.314 \times 330 \times \ln(0.4)\]

\[W \approx -3 \times 8.314 \times 330 \times (-0.916)\]

\[W \approx 9064.5 \, Дж\]

Таким образом, работа, совершаемая в изотермическом обратимом расширении 3 молов водяного пара, составляет приблизительно 9064.5 Дж.

Совет:
Для лучшего понимания изотермического обратимого расширения, рекомендуется освоить основы законов газов и быть внимательным при работе с логарифмами. Онлайн-ресурсы и учебники также могут быть полезными для изучения этой концепции.

Дополнительное упражнение:
Рассчитайте работу, выполненную при изотермическом обратимом расширении 5 молей гелия при температуре 400 К, если приведенные начальный и конечный объемы составляют 2 л и 5 л соответственно.