Задача по термодинамике №21

В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещину. Во время опыта объем сосуда уменьшили в 8 раз, давление воздуха в сосуде увеличилось в 2 раза, а его абсолютная температура увеличилась в 1,5 раза. Во сколько раз уменьшилась внутренняя энергия газа в сосуде? (Воздух считать идеальным газом.)

Внутренняя энергия газа равна:

     i U = 2νRT   (1)

где ν  — количество вещества газа, R  — универсальная газовая постоянная, T  — абсолютная температура газа, i  — число степеней свободы.
Запишем уравнение Менделеева – Клапейрона:

pV = νRT  (2)

где p  — давление газа, V  — объем, занимаемый газом.
Из (2) выразим νRT = pV  и подставим в (1), получим:

    i U = 2pV   (3)

Запишем (3) для первого и второго состояния с учетом того, что по условию     1 V2 = 8 V1  и p2 = 2p1  :

U1 = ip1V1          U2 = ip2V2      2                   2

U1 =-ip1V1           U2 =-i⋅2p1⋅ 1V1     2                   2      8

Найдем, во сколько раз уменьшилась внутренняя энергия газа:

     i     1 U2 = 2 ⋅2p1⋅8V1-= 1 U1     ip1V1     4        2

Таким образом, внутренняя энергия газа уменьшилась в 4 раза.

Оцените статью
Я решу все!