Сколько теплоты нужно передать азоту, объем которого равен v = 10 л, чтобы его объем при изобарном процессе увеличился

Тема занятия: Изобарный процесс и тепловые изменения

Инструкция:
Изобарный процесс - это термодинамический процесс, при котором давление системы остается постоянным. Теплота, передаваемая системе в изобарном процессе, может быть определена с использованием первого закона термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии системы равно разнице между количеством переданной теплоты и проделанной работы системы.

Можно использовать формулу:
ΔQ = ΔU + pΔV,

где ΔQ - теплота, передаваемая системе,
ΔU - изменение внутренней энергии системы,
p - постоянное давление,
ΔV - изменение объема системы.

В данной задаче, объем азота равен 10 л, и мы хотим увеличить его объем вдвое. Из формулы ΔV = V2 - V1, где V1 и V2 - начальный и конечный объемы соответственно, мы можем выразить ΔV = 2V1 - V1 = V1.

Теперь нам нужно знать изменение внутренней энергии, чтобы найти количество теплоты ΔQ. Обратимся к уравнению ΔQ = ΔU + pΔV. Если процесс является изобарным, то ΔU = 0, так как внутренняя энергия зависит только от температуры, а в изобарном процессе температура не меняется.

Таким образом, уравнение упрощается до ΔQ = pΔV.

Подставляя значения, получаем:
ΔQ = (1 МПа) * (10 л) = 10 МДж.

Демонстрация:
Какое количество теплоты нужно передать азоту объемом 15 л, чтобы его объем при изобарном процессе увеличился вдвое, если азот находится под давлением 0.5 МПа?

Совет:
При решении задач по термодинамике, важно следить за единицами измерения и правильно подставлять значения в уравнения. Обратите внимание на то, что давление должно быть выражено в Мегапаскалях (МПа), объем - в литрах (л), а результат - в мегаджоулях (МДж).

Проверочное упражнение:
Сколько теплоты нужно передать газу, если его объем изменяется от 5 л до 10 л в изобарном процессе при давлении 2 МПа?