Во время изобарного нагревания 2 моль аргона газа поглотили 500 джоулей теплоты. Каково изменение внутренней энергии

Термодинамика: внутренняя энергия газа
Инструкция: Внутренняя энергия газа является суммой кинетической и потенциальной энергии всех молекул газа. Когда газ нагревается, его внутренняя энергия увеличивается, и когда газ охлаждается, внутренняя энергия уменьшается. В данной задаче рассматривается процесс изобарного нагревания аргона.

По определению, изобарный процесс происходит при постоянном давлении. Таким образом, в данной задаче давление аргона остается постоянным. Известно, что во время нагревания газ поглотил 500 джоулей теплоты. Тепло, полученное газом, полностью преобразуется в изменение его внутренней энергии.

Так как изобарный процесс происходит при постоянном давлении, то изменение внутренней энергии газа равно полученному теплу: ΔU = Q.

Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно 500 джоулей.

Совет: Для лучшего понимания термодинамики и изменения внутренней энергии газа, рекомендуется изучить связь между внутренней энергией и кинетической/потенциальной энергией молекул газа. Также полезно понять различные типы термодинамических процессов (изобарный, изохорный, изотермический и адиабатический) и какие изменения происходят внутри газа при каждом из них.

Проверочное упражнение: При изотермическом процессе 3 моль гелия поглощают 1000 Дж теплоты при постоянном объеме. Каково изменение внутренней энергии газа? (Подсказка: при изохорном процессе изменение внутренней энергии равно полученному теплу)

Термодинамика: Изменение внутренней энергии во время изобарного нагревания

Пояснение:
Изобарный процесс - это процесс, при котором давление газа остается постоянным. В данной задаче нам дано, что 2 моля аргона поглотили 500 Дж теплоты во время изобарного нагревания. Масса аргона не изменилась.

Изменение внутренней энергии газа можно рассчитать, используя первый закон термодинамики:

ΔU = Q - W

где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - добавленная теплота, W - совершенная работа.

В данном случае, так как процесс изобарный, работу можно выразить следующим образом:

W = PΔV

где P - постоянное давление, ΔV - изменение объема.

Так как у нас дано, что давление постоянное, ΔV = 0.

Поэтому, работа W = PΔV = P * 0 = 0.

Таким образом, формула для изменения внутренней энергии упрощается до:

ΔU = Q

Подставляя значения: ΔU = 500 Дж.

Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно 500 Дж.

Пример:
Найдите изменение внутренней энергии газа, если во время изобарного нагревания 3 моль аргона поглотили 750 Дж теплоты.

Совет:
Для лучшего понимания термодинамических процессов, рекомендуется ознакомиться с основными законами термодинамики и внимательно изучить различные типы процессов, такие как изобарный, изотермический, адиабатический и т.д.

Задача для проверки:
Во время изобарного сжатия 4 моль гелия газа совершило работу 600 Дж. Какое изменение внутренней энергии произошло в газе? (Подсказка: У вас не дано значение поглощенной теплоты Q)