При расширении газа под постоянным давлением на 0,04 кг, температура кислорода изменяется на 6K. Работа, выполненная

Термодинамика: Распределение теплоты и выполнение работы
Пояснение: Задача требует определить количество теплоты, переданной газу, и изменение его внутренней энергии. Для решения задачи используем первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, выполненной газом, и количеству теплоты, переданной газу.

Для расширения газа под постоянным давлением применим формулу работы газа:
\[W = P \cdot \Delta V\]
, где \(W\) - работа, \(P\) - давление, \(\Delta V\) - изменение объема газа.

Из условия задачи известны:
\(\Delta V = 0.04 \, кг\), \(W = 250 \, Дж\) и \(P\) - постоянное давление.

Для определения переданного количества теплоты и изменения внутренней энергии газа используем формулу первого закона термодинамики:
\(\Delta U = Q - W\), где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии, \(Q\) - количество теплоты.

Демонстрация:
Известно, что при расширении газа под постоянным давлением на 0,04 кг, температура кислорода изменяется на 6K, а работа, выполненная при этом, составляет 250 Дж. Требуется найти количество теплоты, переданной газу, и изменение его внутренней энергии.

Совет:
Для лучшего понимания термодинамики рекомендуется ознакомиться с принципами первого закона термодинамики и с формулами работы газа и изменения внутренней энергии.

Практика: Кислород расширяется под постоянным давлением на 0.02 кг. Работа, выполненная газом, составляет 150 Дж. Какое количество теплоты было передано газу, если его внутренняя энергия увеличилась на 300 Дж? Удельная теплоемкость кислорода равна 916 Дж/кг*К.

Содержание: Тепловой эффект, внутренняя энергия и теплота

Пояснение: При расширении газа под постоянным давлением выполняется работа над газом, а также происходит передача теплоты. Применим первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии равно сумме теплоты, переданной газу, и работы, выполненной над газом.

Для определения количества теплоты, переданной газу, используем формулу:

Q = ΔU + W

Где:
Q - количество теплоты, переданной газу
ΔU - изменение внутренней энергии
W - работа, выполненная над газом

Из условия задачи известны:
W = 250 дж
ΔT = 6 K
m = 0,04 кг
c = 916 Дж/кг*К

Для определения количества теплоты, воспользуемся уравнением:

Q = m * c * ΔT

Подставив известные значения, получим:

Q = 0,04 кг * 916 Дж/кг*К * 6 K = 219,84 Дж

Таким образом, количество теплоты, переданное газу, составляет 219,84 Дж.

Для определения изменения внутренней энергии газа, воспользуемся уравнением:

ΔU = Q - W

Подставив известные значения, получим:

ΔU = 219,84 Дж - 250 Дж = -30,16 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии газа составляет -30,16 Дж.

Например: Найдите количество теплоты, которое будет передано газу, если его температура изменится на 10K при постоянном давлении. Удельная теплоемкость газа составляет 500 Дж/кг*К.

Совет: Для лучшего понимания тепловых эффектов и внутренней энергии, рекомендуется изучить законы термодинамики и примеры применения этих законов на практике.

Дополнительное упражнение: При расширении газа под постоянным давлением на 0,03 кг, температура газа изменяется на 4K. Работа, выполненная над газом, равна 150 Дж. Найдите количество теплоты, переданной газу. Удельная теплоемкость газа равна 800 Дж/кг*К.