Какую работу выполняет газ при адиабатическом расширении идеального одноатомного газа, если его количество составляет

Содержание вопроса: Работа газа при адиабатическом расширении

Разъяснение: При адиабатическом процессе нет теплообмена между газом и его окружающей средой. В данном случае рассмотрим идеальный одноатомный газ, состоящий из 2 молекул. При адиабатическом расширении газа происходит изменение его объема без участия тепла, что означает, что работа, совершаемая газом, будет происходить только за счет изменения его внутренней энергии.

Для нахождения работы газа при адиабатическом расширении используется следующая формула:

\[W = -\frac{(nRT_2 - nRT_1)}{(γ-1)}\]

Где:
W - работа газа
n - количество вещества газа (в данном случае 2 моля)
R - универсальная газовая постоянная
T1, T2 - начальная и конечная температуры газа
γ - отношение удельных теплоемкостей газа в процессе (для одноатомного газа γ=5/3)

Подставив значения в данную формулу, мы сможем найти работу газа при адиабатическом расширении.

Например: Пусть начальная температура газа T1 = 300 К, а конечная температура газа T2 = 200 К. Подставив данные в формулу, получим:

\[W = -\frac{(2 \cdot 8.31 \cdot 200 - 2 \cdot 8.31 \cdot 300)}{(5/3-1)}\]

\[W \approx 4986 \,Дж\]

Таким образом, работа газа при адиабатическом расширении составляет примерно 4986 Дж.

Совет: Чтобы лучше понять работу газа при адиабатическом расширении, рекомендуется изучить свойства идеального газа, такие как уравнение состояния, газовая постоянная и удельные теплоемкости газа. Также полезно ознакомиться с различными примерами решения задач с использованием формулы для работы газа при адиабатическом расширении.

Задача на проверку: Идеальный одноатомный газ, состоящий из 4 молекул, проходит адиабатическое расширение. Начальная температура газа составляет 400 К, а конечная температура - 200 К. Найдите работу, совершаемую газом при этом процессе.