Как можно вычислить работу, выполняемую при адиабатическом расширении 10 молей идеального одноатомного газа, если его температура снизилась на 30 К?

Физика 11 класс Адиабатические процессы работа адиабатическое расширение Идеальный газ одноатомный газ температура физика 11 класс термодинамика формула работы газовые законы молей газа Новый

Для вычисления работы, выполняемой при адиабатическом расширении идеального газа, мы можем использовать уравнение, которое связывает работу, температуру и количество вещества. В данном случае мы имеем 10 моль одноатомного газа, и его температура снизилась на 30 К.

Шаги решения:

1. Определим начальные параметры газа:
   • Количество вещества (n) = 10 моль
   • Снижение температуры (ΔT) = -30 К
2. Вспомним, что для идеального одноатомного газа работа при адиабатическом процессе может быть найдена по формуле:
   • W = n * C_v * ΔT
3. Определим значение теплоемкости при постоянном объеме (C_v) для одноатомного газа:
   • Для идеального одноатомного газа C_v = (3/2) * R, где R = 8.31 Дж/(моль·К).
4. Вычислим C_v:
   • C_v = (3/2) * 8.31 = 12.465 Дж/(моль·К).
5. Теперь подставим значения в формулу для работы:
   • W = 10 * 12.465 * (-30).
6. Выполним вычисления:
   • W = 10 * 12.465 * (-30) = -3739.5 Дж.

Ответ: Работа, выполняемая при адиабатическом расширении, составляет -3739.5 Дж. Знак минус указывает на то, что работа выполняется газом над окружающей средой, то есть газ теряет энергию в процессе расширения.