Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 10877
2019-10-12 
Вначале 1 моль идеального одноатомного газа находится в изолированном сосуде с подвижной крышкой, занимая объем $V_{1}$ при давлении $P_{1}$ и температуре $T_{1} = 27^{ \circ} С$. Затем он медленно нагревается с помощью помещенного внутрь нагревателя, на что полностью тратится энергия $8,31 вт \cdot ч$. В результате газ расширяется при постоянном давлении $P_{1}$, нагреваясь до температуры $T_{2}$ и занимая конечный объем $V_{2}$. Вычислите работу, проделанную газом при расширении, и запас энергии газа, а также найдите: а) $T_{2}$, б) $V_{2}/V_{1}$.
Решение:
Тепло $Q = 8,31 вт \cdot ч$, сообщенное телу при постоянном давлении, можно представить в виде
$Q = \frac{5}{2}R (T_{2} - T_{1})$.
Следовательно,
а) $T_{2} = T_{1} + \frac{2Q}{5R} = 1740^{ \circ} К$.
б) В конечном состоянии газа $P_{1}V_{2} = RT_{2}$. Учитывая, что в начальном состоянии $P_{1}V_{1} = RT_{2}$, находим $V_{2}/V_{1} = T_{2}/T_{1} = 5,8$. Работа, совершенная газом, равна
$R = P_{1} (V_{2} - V_{1}) = R (T_{2} - T_{1}) = \frac{2}{5} Q = 3,32 вт \cdot ч$.
Энергия газа равна
$U = \frac{3}{2} RT_{2} = 21 700 дж$.
Вначале 1 моль идеального одноатомного газа находится в изолированном сосуде с подвижной крышкой, занимая объем $V_{1}$ при давлении $P_{1}$ и температуре $T_{1} = 27^{ \circ} С$. Затем он медленно нагревается с помощью помещенного внутрь нагревателя, на что полностью тратится энергия $8,31 вт \cdot ч$. В результате газ расширяется при постоянном давлении $P_{1}$, нагреваясь до температуры $T_{2}$ и занимая конечный объем $V_{2}$. Вычислите работу, проделанную газом при расширении, и запас энергии газа, а также найдите: а) $T_{2}$, б) $V_{2}/V_{1}$.
Решение:
Тепло $Q = 8,31 вт \cdot ч$, сообщенное телу при постоянном давлении, можно представить в виде
$Q = \frac{5}{2}R (T_{2} - T_{1})$.
Следовательно,
а) $T_{2} = T_{1} + \frac{2Q}{5R} = 1740^{ \circ} К$.
б) В конечном состоянии газа $P_{1}V_{2} = RT_{2}$. Учитывая, что в начальном состоянии $P_{1}V_{1} = RT_{2}$, находим $V_{2}/V_{1} = T_{2}/T_{1} = 5,8$. Работа, совершенная газом, равна
$R = P_{1} (V_{2} - V_{1}) = R (T_{2} - T_{1}) = \frac{2}{5} Q = 3,32 вт \cdot ч$.
Энергия газа равна
$U = \frac{3}{2} RT_{2} = 21 700 дж$.
