Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14475
2020-11-28 
Какое количество теплоты надо передать 0,1 кг неона при нагревании его на $5^{ \circ} С$, если при нагревании давление газа прямо пропорционально его объему? Молярная масса неона $\mu = 20 \cdot 10^{-3} кг / моль$.
Решение:
Согласно первому закону термодинамики предоставленое количество теплоты идет на увеличение его внутренней энергии и на выполнение газом работы, то есть $Q = \Delta U + A$, где $\Delta U = \frac{3}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T$.
Выполненая газом работа численно равна площади фигуры под графиком процесса на pV-диаграмме. Зная, что давление газа при нагревании менялось прямо пропорционально его объему, построим график этого процесса (рис.). Работа газа численно равна площади заштрихованной фигуры. Она равна $A = \frac{1}{2} p_{2}V_{2} - \frac{1}{2} p_{1}V_{1} = \frac{1}{2} \left ( \frac{m}{ \mu} RT_{2} - \frac{m}{ \mu } RT_{1} \right ) = \frac{1}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T$. Тогда $Q = \frac{3}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T + \frac{1}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T = 2 \frac{m}{ \mu } R \Delta T$, или $Q = 415,5 Дж$.
Какое количество теплоты надо передать 0,1 кг неона при нагревании его на $5^{ \circ} С$, если при нагревании давление газа прямо пропорционально его объему? Молярная масса неона $\mu = 20 \cdot 10^{-3} кг / моль$.
Решение:
Согласно первому закону термодинамики предоставленое количество теплоты идет на увеличение его внутренней энергии и на выполнение газом работы, то есть $Q = \Delta U + A$, где $\Delta U = \frac{3}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T$.
Выполненая газом работа численно равна площади фигуры под графиком процесса на pV-диаграмме. Зная, что давление газа при нагревании менялось прямо пропорционально его объему, построим график этого процесса (рис.). Работа газа численно равна площади заштрихованной фигуры. Она равна $A = \frac{1}{2} p_{2}V_{2} - \frac{1}{2} p_{1}V_{1} = \frac{1}{2} \left ( \frac{m}{ \mu} RT_{2} - \frac{m}{ \mu } RT_{1} \right ) = \frac{1}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T$. Тогда $Q = \frac{3}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T + \frac{1}{2} \frac{m}{ \mu } R \Delta T = 2 \frac{m}{ \mu } R \Delta T$, или $Q = 415,5 Дж$.
