Задача по МКТ и термодинамике №110

Просмотров 6 Комментарии 0

В вертикальном цилиндрическом сосуде под подвижным поршнем массой $M$ , способным скользить без трения вдоль стенок сосуда, находится идеальный одноатомный газ. Газу сообщают некоторое количество теплоты. Как в этом процессе изменяются следующие физические величины: внутренняя энергия газа и средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-----------------------|--------------------------------| | Внутренняя энергия газа Средняя кинетическая энергия | | | хаотического движ ения молекул газа | |-----------------------|--------------------------------| ---------------------------------------------------------|

Внутренняя энергия — 1
1) Так как поршень подвижный, то процесс можно считать изобарным ( $p = const$ ). Запишем первое начало термодинамики для изобарного процесса:

Q= ΔU +A,

где $Q$ — количество теплоты, полученное газом, $ΔU$ — изменение внутренней энергии, $A$ — работа газа.
Сообщенное газу количество теплоты в изобарном процессе идет на изменение внутренней энергии и совершение работы.

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа — 1
2) Среднюю кинетическую энергию можно найти по формуле:

Ek = 3kT, 2

где $k$ — постоянная Больцмана, $T$ — абсолютная температура газа.
Так как температура увеличивается, то $Ek$ также увеличивается.