Какую работу совершил газ в результате его адиабатического расширения, если он перешел из начального состояния

Тема урока: Адиабатическое расширение газа

Описание: Адиабатическим называется процесс расширения или сжатия газа, при котором не происходит теплообмена между газом и его окружением. Чтобы определить работу, совершаемую газом при адиабатическом расширении, используется уравнение адиабатического процесса:

W = (P₁V₁ - P₂V₂) / (γ - 1)

где:
W - работа совершаемая газом
P₁, V₁ - начальное состояние газа (давление и объем)
P₂, V₂ - конечное состояние газа (давление и объем)
γ - показатель адиабаты, зависящий от характеристик газа

Для идеального одноатомного газа, такого как гелий или неон, показатель адиабаты γ = 5/3.

В данной задаче начальное давление P₁ = 5 * 10^5 Па, начальный объем V₁ = 8 л, конечное давление P₂ = 2 * 10^5 Па, а объем удвоился (V₂ = 2 * V₁ = 2 * 8 л = 16 л).

Подставляя значения в уравнение, получаем:

W = (5 * 10^5 * 8 - 2 * 10^5 * 16) / (5/3 - 1)

Вычислив данное выражение, получаем итоговое значение работы, совершенной газом при адиабатическом расширении.

Например: Вычислите работу, совершенную газом при адиабатическом расширении, если он перешел из начального состояния с давлением 5 * 10^5 Па и объемом 8 л в конечное состояние с давлением 2 * 10^5 Па при удвоении объема.

Совет: При решении задач по адиабатическому процессу важно учитывать условия, связанные с отсутствием теплообмена, и использовать правильные значения показателя адиабаты γ для данного газа.

Упражнение: Рассмотрим газ, который переходит от начального состояния с давлением 2 * 10^6 Па и объемом 4 л в конечное состояние с давлением 8 * 10^5 Па при увеличении объема в 3 раза. Вычислите работу, совершенную газом при адиабатическом процессе.