На какое расстояние поршень передвинулся в процессе медленного охлаждения, когда количество отведенной теплоты газа

Тема вопроса: Тепловые процессы газов

Объяснение: В данной задаче мы имеем дело с тепловыми процессами газа, а именно с процессом охлаждения. Разобьем задачу на несколько шагов для более легкого понимания.

Шаг 1: Найдем изменение внутренней энергии газа. В данной задаче у нас есть количество отведенной теплоты (Q). Изменение внутренней энергии (ΔU) связано с данным количеством теплоты по формуле ΔU = Q.

Шаг 2: Используем первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно работе, совершенной над газом.

Шаг 3: Охлаждение газа происходит при постоянном давлении (P), поэтому формула работы (W) упрощается до W = PΔV, где ΔV - изменение объема газа.

Шаг 4: Используя уравнение состояния идеального газа (PΔV = nRΔT), где n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, ΔT - изменение температуры газа, найдем изменение объема газа (ΔV).

Шаг 5: Зная изменение объема газа (ΔV), можно найти перемещение поршня (S), так как в данном случае перемещение поршня равно изменению объема газа.

Итак, чтобы найти расстояние, на которое передвинулся поршень при медленном охлаждении газа, необходимо пройти все эти шаги и подставить соответствующие значения в формулы.

Пример:
Дано: количество отведенной теплоты газа (Q) = 200 Дж, постоянное давление (P) = 1 атм, количество вещества газа (n) = 2 моль, универсальная газовая постоянная (R) = 8,31 Дж/(моль·К), изменение температуры газа (ΔT) = -50 °C.

Шаг 1: ΔU = Q = 200 Дж
Шаг 2: ΔU = W
Шаг 3: W = PΔV
Шаг 4: PΔV = nRΔT, ΔV = (nRΔT)/P
Шаг 5: ΔV = S

ΔV = S = (nRΔT)/P = ((2 моль) * (8,31 Дж/(моль·К)) * (-50 °C)) / (1 атм)
Вычислив данное выражение, получим расстояние, на которое передвинулся поршень при медленном охлаждении газа.

Совет: Для более легкого освоения данной темы рекомендуется ознакомиться с основными терминами и законами термодинамики, а также проводить много практических расчетов и задач для закрепления материала.

Задача на проверку:
Для медленно охлаждаемого газа количество отведенной теплоты (Q) составляет 150 Дж при постоянном давлении (P) равном 1 атмосфере. Количество вещества газа (n) - 3 моль, универсальная газовая постоянная (R) - 8,31 Дж/(моль·К), изменение температуры газа (ΔT) составляет -30 °C. Найдите на какое расстояние передвинулся поршень в процессе охлаждения газа.