При изобарном расширении гелия газ получил 300 дж теплоты. Какое изменение объема газа произойдет, если давление составляет 20 кПа?

Физика 11 класс Газовые законы изобарное расширение гелий теплота изменение объёма давление 20 кПа физика 11 класс Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать закон термодинамики, который связывает количество теплоты, переданное газу, с изменением его внутренней энергии и работой, выполненной газом.

В данном случае мы имеем изобарное (постоянное давление) расширение газа. При изобарном процессе работа, выполненная газом, может быть выражена через изменение объема:

Формула для работы:

W = P * ΔV

где W — работа, P — давление, ΔV — изменение объема.

Согласно первому закону термодинамики, для изобарного процесса можно записать:

Первый закон термодинамики:

Q = ΔU + W

где Q — количество теплоты, переданное газу, ΔU — изменение внутренней энергии, W — работа, выполненная газом.

При изобарном процессе изменение внутренней энергии газа можно выразить через изменение температуры, однако в данной задаче мы не имеем информации о температуре, поэтому будем считать, что изменение внутренней энергии можно пренебречь, если не указано иное.

Таким образом, при изобарном процессе мы можем считать, что:

Q = W

Теперь подставим известные значения:

• Q = 300 Дж
• P = 20 кПа = 20,000 Па (переводим кПа в Па)

Теперь можем выразить изменение объема:

300 Дж = 20,000 Па * ΔV

Решим уравнение относительно ΔV:

ΔV = 300 Дж / 20,000 Па

ΔV = 0.015 м³

Таким образом, изменение объема газа составит 0.015 м³.