На P-V диаграмме изображены три возможных пути расширения идеального одноатомного газа, при которых газ переходит

Предмет вопроса: Работа и внутренняя энергия идеального газа

Инструкция:
Работа газа можно вычислить как произведение давления на изменение объема газа. В данной задаче величина работы будет определяться площадью, заключенной между графиком идеального газа на P-V диаграмме.

a) В этом пути газ совершает наименьшую работу, так как у него есть два изовольных процесса, а именно отрезок прямой 1-2, где объем не меняется, и участок 2-3, где объем изменяется при постоянном давлении.

b) Путь б не является изовольным, поэтому работа будет больше, чем в пути а.

c) Путь в состоит из двух участков: изобары 1-4, где давление не меняется и объем увеличивается, и отрезка прямой 4-3, где давление и объем изменяются. Работа в пути в будет больше, чем в пути а.

Таким образом, газ совершает наименьшую работу в пути а.

Мы не можем определить изменение внутренней энергии газа в пути в, так как для этого нам необходимо знать тепловые взаимодействия с газом (количество полученного или отданного тепла). В данной задаче указано только изменение давления и объема.

Совет:
Для лучшего понимания работы и внутренней энергии идеального газа рекомендуется изучить основные законы термодинамики и процессы, которые могут происходить с газом (изохорный, изобарный, изотермический, адиабатический).

Задача на проверку:
Какую работу совершит газ, если его объем изменится с 5 л до 10 л при постоянном давлении 3 атм? Ответ выразите в Дж.