Какую работу совершает воздух массой 0,58 кг, занимающий объем 120 л, если его изобарно нагревают до температуры 500 К и объема 200 л?

Срочно нужно правильное решение!!! За ошибки и т.д. помечу!!!

Физика 11 класс Газовые законы работа воздуха физика 11 класс изобарное нагревание объём воздуха температура газа закон Бойля термодинамика задача по физике Новый

Чтобы найти работу, совершаемую воздухом при изобарном нагреве, нам нужно использовать формулу для работы газа при постоянном давлении. Работа, совершаемая газом, рассчитывается по формуле:

W = P * ΔV

где:

• W - работа, совершенная газом;
• P - давление газа;
• ΔV - изменение объема газа.

Теперь давайте определим, что нам нужно для решения задачи:

1. Сначала найдем изменение объема газа (ΔV):

Изменение объема можно найти как разность конечного и начального объемов:

ΔV = V2 - V1

Где:

• V1 = 120 л = 0,12 м³ (начальный объем);
• V2 = 200 л = 0,2 м³ (конечный объем).

Теперь подставим значения:

ΔV = 0,2 м³ - 0,12 м³ = 0,08 м³

2. Теперь нужно определить давление газа (P). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

P V = m R * T

где:

• m - масса газа (0,58 кг);
• R - универсальная газовая постоянная (для воздуха R ≈ 287 Дж/(кг·К));
• T - температура (начальная температура, так как давление постоянное, можно использовать начальную температуру, но конечная температура также подойдет).

Для упрощения расчетов, давайте найдем давление при начальных условиях:

P = (m R T) / V1

Подставим значения:

P = (0,58 кг 287 Дж/(кг·К) T1) / 0,12 м³

Температуру T1 можно найти из условия, что при нагревании до 500 К, давление останется постоянным, поэтому мы можем использовать конечную температуру:

P = (0,58 кг 287 Дж/(кг·К) 500 K) / 0,2 м³

Теперь подставим значения:

P = (0,58 287 500) / 0,2

После вычислений получаем:

P ≈ 41715 Па (или 41,7 кПа).

3. Теперь подставим значение давления и изменение объема в формулу для работы:

W = P * ΔV

Подставляем:

W = 41715 Па * 0,08 м³

Выполнив умножение, получаем:

W ≈ 3337,2 Дж

Таким образом, работа, совершенная воздухом при изобарном нагреве, составляет примерно 3337,2 Дж.