Качественная задача №56

Просмотров 7 Комментарии 0

Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, график которого изображён на рисунке в координатах $p − n$ , где $p$ – давление газа, $n$ – его концентрация. Определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.

1. По первому закону термодинамики

Q = ΔU + A, (1)

где $ΔU$ – изменение внутренней энергии, $A$ – работа газа.
Внутренняя энергия равна

3 U = 2νRT, (2)

где $ν$ – количество газа, $T$ – температура газа.
А давление можно найти по формуле:

p= nkT (3)

2. Процесс 1–2.
Концентрация постоянна, давление увеличивается, значит, и температура увеличивается (формула (3)). Из уравнения Менделеева-Клапейрона $PV = νRT$ объем будет постоянен. Так как объем постоянен, то работа газа равна 0, а из-за увеличения температуры увеличивается и внутренняя энергия, значит, газ получает некоторое количество теплоты.
Процесс 2–3
Давление постоянно, концентрация уменьшается, по формуле (3) температура увеличивается, значит, увеличивается и внутренняя энергия. Из уравнения Менделеева-Клапейрона $PV = νRT$ следует, что объем будет увеличиваться, а значит работа газа положительна. По формуле (1 ) Q > 0 » class=»math» src=»/images/fizika/answer-1576-10.svg» width=»auto»>. </p></div>
</div>

</article>

<div class= Молекулярная физика. Термодинамика