Когда газ расширяется на 0.5 м^3 при постоянном давлении 1.6×10^6 Па, он поглощает 1.8×10^6 Дж теплоты. Какое изменение

Содержание вопроса: Внутренняя энергия газа и изменение температуры

Разъяснение: Внутренняя энергия газа представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий молекул газа. По физическому закону сохранения энергии, изменение внутренней энергии газа равно разности между поглощенной и отданной им теплотой.

Для решения данной задачи, мы знаем, что газ расширяется при постоянном давлении. По формуле работы газа \(W = P\Delta V\), где \(W\) - работа, \(P\) - давление газа, \(\Delta V\) - изменение объема, мы можем найти работу совершенную при расширении газа.

По условию задачи, газ поглощает 1.8×10^6 Дж теплоты. Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно сумме работы и поглощенной теплоты: \(\Delta U = W + Q\).

Чтобы определить, согрелся или остыл газ, мы можем рассмотреть знаки изменений. Если \(\Delta U > 0\), то газ согрелся, а если \(\Delta U < 0\), то газ остыл.

Например:
Мы знаем, что газ расширяется на 0.5 м^3 при постоянном давлении 1.6×10^6 Па и поглощает 1.8×10^6 Дж теплоты. Какое изменение произошло во внутренней энергии газа и согрелся или остыл газ?

Решение:
Из данного условия мы можем определить работу совершенную при расширении газа следующим образом: \(W = P\Delta V = 1.6×10^6 Па \times 0.5 м^3 = 8 \times 10^5 Дж\).

Теперь, используя формулу для изменения внутренней энергии газа, мы можем вычислить \(\Delta U\): \(\Delta U = W + Q = (8 \times 10^5 Дж) + (1.8 \times 10^6 Дж) = 2.6 \times 10^6 Дж\).

Полученное значение положительно (\(\Delta U > 0\)), что означает, что газ согрелся.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию изменения внутренней энергии газа, рекомендуется ознакомиться с термодинамическими процессами, такими как изобарический, изохорический и т.д. Это поможет в более глубоком понимании того, как изменяется энергия газа в зависимости от выполнения работы и нагрева.

Практика: Газ расширяется на 0.8 м^3 при постоянном давлении 2×10^5 Па и поглощает 1.2×10^5 Дж теплоты. Какое изменение произошло во внутренней энергии газа и согрелся или остыл газ?

Содержание: Изменение внутренней энергии газа

Разъяснение:
Изменение внутренней энергии газа может быть определено с помощью первого закона термодинамики, известного также как закон сохранения энергии. Согласно этому закону, изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной газом, и теплоты, поглощенной или отданной газу.

Для данной задачи, по условию, газ расширяется на 0.5 м^3 при постоянном давлении 1.6×10^6 Па и поглощает 1.8×10^6 Дж теплоты. Так как газ расширяется, работа, совершенная газом, отрицательна (так как газ совершает работу над окружающей средой). Мы можем использовать следующую формулу для расчета изменения внутренней энергии газа:

ΔU = Q - W

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - поглощенная теплота, W - совершенная работа.

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

ΔU = 1.8×10^6 Дж - (-0.5 м^3 × 1.6×10^6 Па) = 1.8×10^6 Дж + 0.8×10^6 Дж = 2.6×10^6 Дж.

Таким образом, изменение внутренней энергии газа составляет 2.6×10^6 Дж. В сочетании с положительным значением изменения внутренней энергии газа можно сделать вывод, что газ нагревается.

Совет:
Для лучшего понимания темы изменения внутренней энергии газа рекомендуется ознакомиться с основными принципами термодинамики и ее законами. Изучение этих принципов поможет лучше понять, как работает газ и как изменяется его энергия в различных процессах.

Задача для проверки:
Рассмотрим ситуацию, когда газ сжимается при постоянном давлении и отдает 500 Дж теплоты. Какое изменение произойдет во внутренней энергии газа и остынет или согреется газ?