У вертикальному циліндрі під важким поршнем знаходиться 2 кг кисню. Для підвищення його темпера- тури на 500 К йому передали 9,1 кДж теплоти. Визначте роботу, виконану при розширенні, і збільшення внутрішньої енергії газу.

Ответ:

За законом Гей-Люссака тиск ідеального газу прямо пропорційний температурі, тому ми можемо вважати, що тиск кисню не змінюється під час процесу. Тоді за формулою для теплоємності при зміні температури:

Q = mcΔT

де Q - тепло, передане газу; m - маса газу; c - теплоємність газу при сталому тиску; ΔT - зміна температури.

Підставляючи дані, отримаємо:

9,1 кДж = 2 кг * c * 500 К

Звідси:

c = 0,0091 кДж / (кг * К)

Робота, виконана при розширенні, визначається як:

W = ΔU - Q

де ΔU - зміна внутрішньої енергії газу. Якщо ми вважаємо, що газ ідеальний, то зміна внутрішньої енергії залежить тільки від зміни температури:

ΔU = mcΔT

Підставляючи дані, отримаємо:

ΔU = 2 кг * 0,0091 кДж / (кг * К) * 500 К = 9,1 кДж

Тоді:

W = 9,1 кДж - 9,1 кДж = 0

Отже, робота, виконана при розширенні, дорівнює нулю, оскільки тиск не змінювався. Збільшення внутрішньої енергії газу дорівнює 9,1 кДж.

Объяснение: