Каково изменение внутренней энергии и работа, выполненная газом, при изобарном расширении газа на 0.03?

Физика: Изменение внутренней энергии и работа при изобарном расширении газа

Описание:
Изобарный процесс означает, что давление газа остается постоянным во время расширения или сжатия газа. При изобарном расширении газа на 0.03 объем меняется, а значит и происходят изменения внутренней энергии и работы, которые выполнены газом.

Изменение внутренней энергии газа связано с изменением его тепловой энергии и работы, выполненной или совершенной газом. Внутренняя энергия газа может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от величины и направления этих изменений.

Работа, выполненная газом в процессе изобарного расширения, определяется формулой:

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

Где:
W - работа, выполненная газом,
P - давление газа,
ΔV - изменение объема газа.

При изобарном расширении газа на 0.03, работа, выполненная газом, равна:

\[W = P \cdot \Delta V = P \cdot V - P \cdot V_{нач}\]

Где:
P - давление газа,
V - конечный объем газа,
\(V_{нач}\) - начальный объем газа.

Изменение внутренней энергии (ΔU) газа при изобарном процессе вычисляется по формуле:

\[\Delta U = Q - W\]

Где:
ΔU - изменение внутренней энергии газа,
Q - количество тепла, подведенного к газу,
W - работа, выполненная газом.

Применительно к изобарному расширению газа, изменение внутренней энергии будет зависеть от количества тепла, подведенного к газу.
Если газ получает некоторое количество тепла, то ΔU будет положительным, и внутренняя энергия газа увеличится. Если же газ отдает тепло, то ΔU будет отрицательным, и внутренняя энергия газа уменьшится.

Доп. материал:
Пусть газ имеет давление 2 атмосферы. Его начальный объем составляет 5 литров, а конечный объем после расширения - 8 литров. Найдем работу, выполненную газом, и изменение его внутренней энергии.

W = P * ΔV = 2 * (8 - 5) = 2 * 3 = 6 атм*л

ΔU = Q - W

Совет:
Для лучшего понимания процесса изобарного расширения и связанных с ним понятий, рекомендуется ознакомиться с процессами изотермического и изохорного расширений газов. Постарайтесь представить физическую картину происходящего в процессе изобарного расширения.

Закрепляющее упражнение:
Газ с давлением 3 атмосферы подвергается изобарному расширению, в результате которого его объем увеличивается с 6 литров до 9 литров. Найдите работу, выполненную газом, и изменение его внутренней энергии.