Какое изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа произошло при увеличении его объема на 0,03 м3 при постоянном давлении 500 кПа?

Физика 11 класс Термодинамика идеального газа внутренняя энергия Идеальный газ одноатомный газ изменение объёма постоянное давление физика газа термодинамика работа газа закон Бойля уравнение состояния Новый

Чтобы найти изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа, нам нужно использовать формулу для внутренней энергии. Для одноатомного газа изменение внутренней энергии можно выразить через температуру и количество вещества. Однако в данном случае мы можем использовать другой подход, так как у нас есть информация о давлении и изменении объема.

Изменение внутренней энергии (ΔU) для идеального газа можно выразить через работу, совершенную газом, и изменение температуры. Но в данном случае, так как мы рассматриваем процесс при постоянном давлении, мы можем использовать формулу:

ΔU = n Cv ΔT

где:

• n - количество молей газа
• Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме (для одноатомного газа Cv = 3/2 * R)
• ΔT - изменение температуры

Однако, чтобы найти ΔU, мы можем также использовать работу, совершенную газом, в процессе расширения:

W = P * ΔV

где:

• P - давление (500 кПа = 500000 Па)
• ΔV - изменение объема (0,03 м³)

Теперь подставим значения в формулу для работы:

1. W = 500000 Па * 0,03 м³ = 15000 Дж

Работа, совершенная газом, равна 15000 Дж. При постоянном давлении, изменение внутренней энергии равно работе, если не происходит теплообмена с окружающей средой. Таким образом, изменение внутренней энергии будет равно:

ΔU = W = 15000 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа при увеличении его объема на 0,03 м³ при постоянном давлении 500 кПа составляет 15000 Дж.