Як змінилася внутрішня енергія 10 моль одноатомного ідеального газу при підтриманні постійного тиску і підвищенні

Содержание вопроса: Внутренняя энергия и работа газа

Объяснение:

Внутренняя энергия газа является суммой его потенциальной энергии и кинетической энергии его молекул. В данной задаче рассматривается одноатомный идеальный газ, поэтому не учитывается потенциальная энергия взаимодействия между молекулами.

При поддержании постоянного давления и повышении температуры, газ совершает работу и поглощает тепло. Для определения изменения внутренней энергии газа можно использовать первое начало термодинамики:

Изменение внутренней энергии (ΔU) равно сумме работы (W), совершенной газом, и полученного тепла (Q):

ΔU = Q - W

В данной задаче мы знаем, что газ поддерживается при постоянном давлении. При этом работа, совершенная газом, определяется формулой:

W = PΔV

где P - постоянное давление, а ΔV - изменение объема газа. В данной задаче объем не указан, поэтому мы не можем вычислить работу газа.

Зато мы можем найти изменение внутренней энергии с использованием формулы:

ΔU = (3/2) * n * R * ΔT

где n - количество молей газа (в данном случае 10 моль), R - универсальная газовая постоянная, а ΔT - изменение температуры (в данном случае 100 К).

Следовательно, изменение внутренней энергии газа равно:

ΔU = (3/2) * 10 * R * 100

Количество работы и переданного тепла зависит от установленных условий и не может быть определено только информацией из данной задачи.

Демонстрация:
Задача: Як змінилася внутрішня енергія 10 моль одноатомного ідеального газу при підтриманні постійного тиску і підвищенні температури на 100 К?

Решение: Для одноатомного идеального газа, изменение внутренней энергии (ΔU) равно (3/2) * n * R * ΔT, где n = 10 моль, R - универсальная газовая постоянная, а ΔT = 100 К. Вычисляем:

ΔU = (3/2) * 10 * R * 100

Предоставленной информации недостаточно, чтобы определить количество работы и переданного тепла газу.

Совет: Для более глубокого понимания термодинамики газовых процессов, рекомендуется ознакомиться с уравнением состояния идеального газа (P * V = n * R * T), первым и вторым началами термодинамики, а также с формулами для работы и изменения внутренней энергии газа.

Задача на проверку: Какая работа будет совершена газом, если его объем увеличится на 5 L под постоянным давлением 2 atm? Количество газа составляет 3 моль. Найдите также изменение внутренней энергии газа, если его температура изменится на 50 К.