Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при расширении при постоянном давлении?

Физика 11 класс Термодинамика идеального газа внутренняя энергия Идеальный газ расширение постоянное давление термодинамика Новый

Чтобы понять, как изменяется внутренняя энергия идеального газа при расширении при постоянном давлении, давайте рассмотрим несколько ключевых моментов.

1. Внутренняя энергия идеального газа:

Внутренняя энергия (U) идеального газа зависит только от его температуры. Это означает, что если температура газа не изменяется, то его внутренняя энергия также остается постоянной.

2. Процесс расширения при постоянном давлении:

Когда газ расширяется при постоянном давлении, он выполняет работу (A) против внешних сил. Работа при расширении может быть рассчитана по формуле:

• A = P * (V2 - V1),

где P - давление, V2 - конечный объем, V1 - начальный объем.

3. Изменение внутренней энергии:

Согласно первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии (ΔU) связано с работой и теплом (Q), переданным газу:

• ΔU = Q - A.

При расширении газа, чтобы поддерживать постоянное давление, необходимо передать газу тепло. Это тепло (Q) будет равно работе (A), выполненной газом, чтобы расшириться:

• Q = A.

4. Итог:

Таким образом, при расширении идеального газа при постоянном давлении, если температура газа увеличивается, то внутренняя энергия также увеличивается. Если же температура остается постоянной, то внутренняя энергия не изменяется, так как она зависит только от температуры.

В заключение, при расширении идеального газа при постоянном давлении:

• Если температура увеличивается, внутренняя энергия увеличивается.
• Если температура остается постоянной, внутренняя энергия не изменяется.