Какова работа А, которую совершил газ, и какое изменение ∆U его внутренней энергии, если водород нагревался при постоянном давлении и ему было сообщено количество теплоты Q=42 кДж?

Физика 10 класс Термодинамика работа газа изменение внутренней энергии нагревание водорода постоянное давление количество теплоты Q физика термодинамики Новый

Для решения данной задачи необходимо использовать первый закон термодинамики, который выражается формулой:

ΔU = Q - A

где:

• ΔU - изменение внутренней энергии газа;
• Q - количество теплоты, сообщенное газу;
• A - работа, совершенная газом.

В данной задаче известно, что газ (водород) нагревался при постоянном давлении и ему было сообщено количество теплоты Q = 42 кДж.

При постоянном давлении работа, совершаемая газом, может быть рассчитана по формуле:

A = P * ΔV

где:

• P - давление газа;
• ΔV - изменение объема газа.

Для идеального газа при постоянном давлении изменение внутренней энергии также связано с изменением температуры и количеством вещества:

ΔU = n * C_v * ΔT

где:

• n - количество вещества;
• C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме;
• ΔT - изменение температуры.

Однако в данной задаче для идеального газа, нагреваемого при постоянном давлении, можно использовать следующее соотношение:

Q = ΔU + A

Таким образом, подставляя известные значения в первый закон термодинамики, мы можем выразить работу:

A = Q - ΔU

Чтобы найти изменение внутренней энергии ΔU, необходимо знать, как именно изменяется температура газа, а также количество вещества. Однако в данной задаче мы можем предположить, что работа газа будет равна разнице между подведенной теплотой и изменением его внутренней энергии.

При отсутствии дополнительных данных о количестве вещества и изменении температуры, мы можем рассмотреть ситуацию, когда работа газа при нагревании будет равна 0, что подразумевает, что все подведенное количество теплоты идет на изменение внутренней энергии:

ΔU = Q = 42 кДж

Следовательно, работа, совершенная газом, будет равна:

A = Q - ΔU = 42 кДж - 42 кДж = 0 кДж

Таким образом, работа, совершенная газом, составляет 0 кДж, а изменение внутренней энергии равно 42 кДж.