Какую работу выполнен газом при изохорном охлаждении, если его температура уменьшилась с 250°С до 0°С? Какое количество

Тема: Работа, переданная газом при изохорном охлаждении

Пояснение:
Изохорный процесс - это процесс, в котором объем системы остается постоянным. Работа, выполненная газом при изохорном охлаждении, может быть рассчитана с использованием первого закона термодинамики:

ΔQ = ΔU + ΔW,

где ΔQ - количество теплоты, переданное газу;
ΔU - изменение внутренней энергии газа;
ΔW - работа, выполненная газом.

Если температура газа изменилась с 250°C до 0°C, разница в температуре составляет 250°C - 0°C = 250°C.

Поскольку процесс происходит при постоянном объеме, изменение внутренней энергии газа (ΔU) можно рассчитать с использованием формулы:

ΔU = n * Cv * ΔT,

где n - количество вещества газа;
Cv - молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме;
ΔT - изменение температуры.

Для расчета работы (ΔW) мы можем использовать формулу:

ΔW = n * R * ΔT,

где R - универсальная газовая постоянная.

Теперь мы можем рассчитать работу и количество теплоты, переданное холодильнику.

Пример использования:
Дано:
Температура газа до охлаждения (Т1) = 250°C;
Температура газа после охлаждения (Т2) = 0°C.

Решение:
1. Рассчитаем разницу в температуре: ΔT = Т2 - Т1 = 0°C - 250°C = -250°C.
2. Рассчитаем работу:
ΔW = n * R * ΔT.

Пусть количество вещества газа (n) равно 1 моль.
Универсальная газовая постоянная (R) равна 8,314 Дж/(моль·К).

ΔW = 1 * 8,314 * (-250) = -2078,5 Дж.

3. Рассчитаем количество теплоты, переданное холодильнику:
ΔQ = ΔU + ΔW.

Поскольку процесс происходит при постоянном объеме (изохорном процессе), изменение внутренней энергии (ΔU) равно нулю.

ΔQ = ΔW = -2078,5 Дж.

Совет:
Чтобы лучше понять изохорные процессы и термодинамику, рекомендуется обратить внимание на следующие темы:
- Первый закон термодинамики;
- Внутренняя энергия газа;
- Работа, совершаемая газом;
- Изохорные процессы.

Задание:
1. Газ был охлажден от 100°C до 20°C при постоянном объеме. Рассчитайте изменение внутренней энергии газа.