Адиабатическое расширение и изменение внутренней энергии
Физика

Сколько азота было подвергнуто адиабатическому расширению при температуре 400 к, если его объем увеличился в 5 раз

Сколько азота было подвергнуто адиабатическому расширению при температуре 400 к, если его объем увеличился в 5 раз, а внутренняя энергия уменьшилась на 4 кдж?
Верные ответы (1):
  • Вулкан
    Вулкан
    10
    Показать ответ
    Физика: Адиабатическое расширение и изменение внутренней энергии

    Инструкция: Адиабатическое расширение происходит, когда газ расширяется без теплообмена с окружающей средой. При этом изменяется объем газа и его внутренняя энергия. Чтобы найти количество азота, подвергнутого адиабатическому расширению, мы можем использовать уравнение сохранения энергии.

    В данной задаче даны следующие данные:
    - Температура (T1) = 400 К
    - Коэффициент изменения объема (n) = 5
    - Изменение внутренней энергии (ΔU) = -4 кДж

    Уравнение сохранения энергии в данном случае можно записать следующим образом:

    Q = ΔU + W,

    где Q - теплота, ΔU - изменение внутренней энергии, W - работа, которую совершает газ.

    Так как адиабатическое расширение не включает теплообмен, то Q = 0. Следовательно, уравнение можно переписать как:

    0 = ΔU + W.

    Используя выражение для работы W = PΔV, где P - давление и ΔV - изменение объема, можно продолжить расчет:

    0 = ΔU + PΔV.

    Так как PΔV = nRT, где R - универсальная газовая постоянная и T - температура, мы можем продолжить расчет:

    0 = ΔU + nRT.

    Для решения задачи нужно найти количество азота (n), подвергнутого адиабатическому расширению. Подставляя известные значения в уравнение, мы можем решить его и найти ответ.


    Пример:

    Дано:
    - T1 = 400 К
    - n = 5
    - ΔU = -4 кДж

    Используя уравнение 0 = ΔU + nRT, мы можем найти количество азота (n), подвергнутого адиабатическому расширению.

    0 = -4 кДж + n * R * 400 К.

    Решая это уравнение, мы найдем количество азота (n), подвергнутого адиабатическому расширению.


    Совет:

    Для лучшего понимания концепции адиабатического расширения и изменения объема газа, вы можете прочитать дополнительные материалы о термодинамике. Также рекомендуется ознакомиться с уравнением сохранения энергии и его применением к адиабатическим процессам.

    Задача для проверки:

    Как изменится результат, если температура увеличится до 500 К, а изменение внутренней энергии останется тем же (-4 кДж)?
Написать свой ответ: