Работа идеального газа
При давлении 2•10^4 Па и температуре 273 К имеется 5 м^3 воздуха. Какая работа будет выполнена при изобарном повышении
При давлении 2•10^4 Па и температуре 273 К имеется 5 м^3 воздуха. Какая работа будет выполнена при изобарном повышении температуры на 10 К? (Необходимо округлить ответ до целого числа).
04.12.2023 13:00
Написать свой ответ:
Разъяснение: Работа, совершаемая идеальным газом, может быть вычислена с использованием уравнения идеального газа и формулы для работы.
Уравнение идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в градусах Кельвина.
Формула для работы: W = P(V2 - V1), где W - работа, P - давление, V2 и V1 - конечный и начальный объемы.
Для решения задачи, сначала нам нужно найти начальный и конечный объемы. Начальный объем V1 = 5 м^3. Конечный объем V2 будет рассчитан, используя уравнение идеального газа.
Для этого рассчитаем количество вещества n, используя уравнение: n = PV / RT. Подставляем значения: P = 2•10^4 Па, V = 5 м^3, R = 8.314 Дж/(моль·К), T = 273 К. Получаем n = (2•10^4 Па * 5 м^3) / (8.314 Дж/(моль·К) * 273 К). Вычислив, получаем n ≈ 375.24 моль.
Теперь мы можем найти конечный объем V2, подставив значения в уравнение идеального газа: V2 = nRT / P = (375.24 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * (273 К + 10 К)) / 2•10^4 Па. После вычислений, получаем V2 ≈ 63.14 м^3.
Теперь мы можем рассчитать работу, используя формулу: W = P(V2 - V1) = 2•10^4 Па * (63.14 м^3 - 5 м^3). Вычисляя, получаем W ≈ 1.161•10^6 Дж.
Дополнительный материал:
Заданы начальные данные: P = 2•10^4 Па, T = 273 К, V1 = 5 м^3. Найдите работу, совершаемую идеальным газом при изобарном повышении температуры на 10 К.
Решение:
1. Рассчитываем количество вещества по формуле n = PV / RT.
2. Рассчитываем конечный объем по формуле V2 = nRT / P.
3. Вычисляем работу по формуле W = P(V2 - V1).
4. Получаем ответ.
Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить основы термодинамики и узнать основные принципы идеального газа.
Задача на проверку: При давлении 3•10^5 Па и температуре 300 К объем газа составляет 4 м^3. Какая работа будет совершена при изотермическом сжатии газа до 2 м^3? (Необходимо округлить ответ до целого числа).