На скільки змінився об єм одноатомного ідеального газу під час ізобарного нагріву при нормальному атмосферному тиску

Тема: Объем одноатомного идеального газа при изобарном нагреве

Пояснение: Внутренняя энергия газа может изменяться при нагреве или охлаждении. При изобарном процессе давление газа остается неизменным, поэтому внутренняя энергия газа изменяется только за счет изменения его объема.

Для расчета изменения объема одноатомного идеального газа при изобарном нагреве используется уравнение Гей-Люссака:

V1/T1 = V2/T2

где V1 и T1 - начальный объем и температура газа, V2 и T2 - конечный объем и температура газа.

Если мы знаем, что внутренняя энергия газа увеличилась на 6 кДж, то это означает, что произошло изменение внутренней энергии газа:

ΔU = q + w

где ΔU - изменение внутренней энергии, q - тепло, w - работа.

Так как давление газа остается постоянным при изобарном процессе, то работа газа равна нулю:

w = 0

Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно теплу:

ΔU = q

Известно, что тепло равно 6 кДж:

q = 6 кДж

Теперь мы можем использовать формулу для изменения объема одноатомного идеального газа при изобарном нагреве, чтобы вычислить изменение объема газа:

V2 - V1 = (q * T1) / (p * R)

где p - давление газа, R - универсальная газовая постоянная.

Подставляя известные значения, получаем:

V2 - V1 = (6 кДж * T1) / (p * R)

Пример использования: Если начальный объем газа равен 3 литрам, а температура равна 300 Кельвинов, а атмосферное давление составляет 1 атмосферу, то можно вычислить, на сколько изменится объем газа при изобарном нагреве.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить уравнение Гей-Люссака и узнать больше о свойствах одноатомных идеальных газов.

Упражнение: Начальный объем газа равен 2 литрам, а температура равна 400 Кельвинов, а атмосферное давление составляет 2 атмосферы. На сколько изменится объем газа при изобарном нагреве, если внутренняя энергия газа увеличилась на 8 кДж?