Какую работу выполнил идеальный газ при изохорном нагревании, если он получил 2 кДж теплоты и его температура

Тема занятия: Изохорное нагревание идеального газа

Инструкция: Изохорное нагревание - это процесс, при котором газ нагревается при постоянном объеме. В таком случае, работа (W), которую выполнил идеальный газ, можно определить с помощью первого закона термодинамики:

W = Q - ΔU

Где Q - количество полученной теплоты, ΔU - изменение внутренней энергии газа. В нашем случае, газ получил 2 кДж теплоты, поэтому Q = 2 кДж.

Изменение внутренней энергии газа при изохорном процессе можно определить следующим образом:

ΔU = nCvΔT

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

Поскольку у нас нет данных о количестве вещества газа, мы не можем точно определить ΔU и, следовательно, работу (W). Однако мы можем предположить, что газ является идеальным, в этом случае Cv = (f/2)R, где f - количество степеней свободы, а R - универсальная газовая постоянная.

Совет: Чтобы лучше понять идеальные газы и термодинамические процессы, рекомендуется изучить уравнение состояния идеального газа (pV = nRT) и первый закон термодинамики (Q = ΔU + W).

Дополнительное задание: Если количество вещества газа равно 0.5 моль, количество степеней свободы равно 3 и универсальная газовая постоянная равна 8.314 Дж/(моль·К), найдите работу, которую выполнил газ при изохорном нагревании, если его температура повысилась на 100 К.