Водород массой 6,5 г, находящийся при температуре 27 0С, расширился вдвое при постоянном давлении за счет притока извне тепла. Найти работу расширения газа, изменение его внутренней энергии и количество теплоты, сообщенной газу.

1

Ответы и объяснения

2011-01-28T20:24:44+00:00

Используем для решения первый закон термодинамики

Q = A + ΔU

Т.е.  все подведенное к системе тепло Q  расходуется на совершение системой работы A и на изменение ее внутренней энергии ΔU. Процесс изобарный т.е. давление остается постоянным

Р = const

Работа при изобарном процессе равна

A = p ΔV

Изменение внутренней энергии равно

ΔU = (i/2)(m/M) R ΔT

Из закона Менделеева- Клапейрона

P Δ V  =(m/M) R Δ T

A = p ΔV =(m/M) RΔT = 2U/i

Сначала найдем изменение внутренней энергии

ΔU = (i/2)(m/M)RΔT

Изменение температуры  ΔT = T2  - T1

Из уравнения изобарного процесса      ( V1/T1  = V2/ T2 )     T2  =  T1 (V2/V1) = 300*2 = 600 K

  ΔT = 300 K

  ΔU = (5/2)(6,5*10^-3/2*10^-3)*8,31*300 =20250 Дж

Работа

 

A = 2U/i = 2*28250/5 =8100 Дж

 

Q = A + ΔU  =  20250 + 8100 =28350 Дж