Водород занимает объем 10м3 при давлении 0.1Мпа. Его нагрели при постоянном объеме до давления 0.3МПа. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную им, и теплоту, сообщенную газу.

Вопрос школьника по предмету Физика

Водород занимает объем 10м3 при давлении 0.1Мпа. Его нагрели при постоянном объеме до давления 0.3МПа. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную им, и теплоту, сообщенную газу.

Ответ учителя по предмету Физика

Первый закон термодинамики Q=ΔU+A; Q- теплота, переданная газу;

ΔU- изменение внутренней энергии, A- работа газа;

В условии сказано, что нагревание было при постоянном объеме.Как мы знаем, газ совершает работу только тогда, когда расширяется. Значит A=0;

Q=ΔU+0=ΔU;

Изменение внутренней энергии вычисляется по формуле ΔU=5/2*v*R*ΔT(для двухатомного газа, для водорода)

PV=vRT- уравнение Клапейрона-Менделеева. Мы можем заменить vRΔT на ΔpV;

ΔU=5/2*Δp*V; ΔU=Q=5/2*(0.3·10⁶-0.1·10⁶)*10=5*10⁶ Дж=5 МДж

Ответ: ΔU=Q=5 МДж; A=0