Какую работу совершил газ, если его внутренняя энергия увеличилась вдвое при нагреве под постоянным давлением

Предмет вопроса: Внутренняя энергия газа и совершенная работа

Инструкция:
Когда газ нагревается под постоянным давлением, он совершает работу. Внутренняя энергия газа (U) может быть выражена через соотношение теплообмена (Q) и совершенной работы (W): ΔU = Q - W.

При нагреве газа под постоянным давлением выполнено условие ΔU = 2U, где ΔU - изменение внутренней энергии газа. Заменяя наше условие в это выражение, получаем 2U = Q - W.

Также известно, что объем газа (V) равен 2 л и давление (P) равно 100 кПа.

Совершенная работа может быть выражена через выражение W = PΔV, где P - давление газа и ΔV - изменение объема газа.

Таким образом, чтобы найти совершенную работу, нам нужно выразить ΔV через заданные параметры. Используя формулу идеального газа PV = nRT, где n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура в Кельвинах, мы можем найти искомое изменение объема ΔV.

Приведем все вычисления и получим ответ.


Например:
Мы можем использовать полученные данные, чтобы найти совершенную работу, используя формулу W = PΔV. Подставляя значения, получим W = 100 кПа * ΔV.

Совет:
Для лучшего понимания пройдите через каждый шаг решения и убедитесь, что вы понимаете физическую природу каждого из используемых параметров.

Ещё задача:
Количество вещества газа и температура остаются постоянными. Если газу присвоить новый объем 4 л, найдите совершенную работу, которую газ совершит при этом изменении объема.