Як змінилася внутрішня енергія та температура неона при його ізобарному розширенні з об єму 12л до 15л, якщо маса неона

Тема урока: Изобарное расширение и изменение внутренней энергии и температуры газа

Инструкция:
В данной задаче мы имеем дело с изобарным процессом расширения неона. Изобарное расширение происходит при постоянном давлении.

Для определения изменения внутренней энергии, воспользуемся формулой:
ΔU = q + w,
где ΔU - изменение внутренней энергии, q - тепловой эффект, w - работа.

При изобарном процессе работа (w) равна произведению давления (P) на изменение объема (ΔV):
w = PΔV.

Так как давление (P) исходные и конечные значения не меняется, то работа у нас равна:
w = P (V2 - V1),
где V1 - начальный объем, V2 - конечный объем.

Для определения теплового эффекта (q), воспользуемся формулой:
q = nCΔT,
где q - тепловой эффект, n - количество вещества, C - удельная теплоемкость газа, ΔT - изменение температуры.

Теперь мы можем определить изменение внутренней энергии:
ΔU = q + w.

Подставляем известные значения:
P = 50 кПа = 50 000 Па,
V1 = 12 л = 12 000 см³,
V2 = 15 л = 15 000 см³,
m = 40 г,
C = 20,8 Дж/(г°C) (удельная теплоемкость неона).

Теперь можем найти тепловой эффект:
q = nCΔT = mCΔT,
где ΔT = T2 - T1,
T1 - начальная температура, T2 - конечная температура.

Таким образом, мы можем определить:
ΔU = q + w = mCΔT + P(V2 - V1).

Подставляем известные значения и решаем уравнение, получая изменение внутренней энергии и температуры газа неона.

Пример:
Задача: Як змінилася внутрішня енергія та температура неона при його ізобарному розширенні з об"єму 12л до 15л, якщо маса неона дорівнює 40 г і тиск становить 50 кПа?

Решение:
Известные значения:
P = 50 000 Па,
V1 = 12 000 см³,
V2 = 15 000 см³,
m = 40 г,
C = 20,8 Дж/(г°C).

Подставляем значения в формулы и решаем:
w = P (V2 - V1) = 50 000 Па (15 000 см³ - 12 000 см³) = 150 000 Па см³ = 150 000 Дж,
q = mCΔT = 40 г * 20,8 Дж/(г°C) * ΔT,
ΔU = q + w.

Для получения правильного ответа, подставляем известные значения и решаем уравнение.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы рекомендуется углубиться в изучение термодинамики и газовых законов. Обратите внимание на изобарные, изохорные, изотермические и адиабатические процессы.

Ещё задача:
Решите задачу: Как изменится внутренняя энергия и температура неона, если его объем уменьшится с 10 л до 5 л при постоянном давлении 30 кПа? Масса неона составляет 50 г, а удельная теплоемкость C равна 24 Дж/(г°C).