На скільки зміниться внутрішня енергія 1л повітря, яке нагріли ізохорно на 9 градусів за Цельсієм до 100 градусів?

Тема: Термодинамика газов

Описание: Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы термодинамики газов.

Внутренняя энергия газа зависит от его температуры. Формула для изменения внутренней энергии газа при изохорном (постоянном объеме) нагреве выглядит следующим образом:

ΔU = n * Cv * ΔT,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, n - количество вещества газа, Cv - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры газа.

Вычислим изменение внутренней энергии по формуле:

ΔU = 1 * Cv * ΔT,

где количество вещества газа принимаем равным 1 литру, молярную теплоемкость газа при постоянном объеме Cv можно найти в таблицах, например для воздуха она равна примерно 20,8 Дж/(моль*град), изменение температуры ΔT = 100 - 9 = 91 °C = 91 К.

Подставляя значения в формулу, получаем:

ΔU = 1 * 20,8 * 91 = 1896,8 Дж.

Таким образом, изменение внутренней энергии 1 литра повитря, нагретого изохорно на 9 градусов по Цельсию до 100 градусов по Цельсию, составит 1896,8 Дж.

Теперь рассмотрим работу, которую совершило данное газовое тело. При изохорном преобразовании газовая система не совершает работы. То есть, работа равна нулю.

Совет: Для лучшего понимания термодинамических процессов в газах рекомендуется ознакомиться с основными законами термодинамики и таблицами со значениями молярной теплоемкости газов при различных условиях.

Задание: Нагрейте 2 литра воздуха изохорно при постоянной температуре на 30 градусов Цельсия. Определите изменение внутренней энергии этого газа и изучите, какое количество работы он совершает.