При изотермическом процессе газу было передано 8 МДж теплоты. Какую работу при этом выполнил газ? Что произошло с объемом газа?

Физика 11 класс Изотермические процессы в термодинамике изотермический процесс работа газа передача теплоты Объём газа физика 11 класс газовые законы термодинамика теплообмен работа и энергия Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа, а также учитывать, что процесс изотермический происходит при постоянной температуре.

Шаг 1: Понимание изотермического процесса

Изотермический процесс — это процесс, при котором температура газа остается постоянной. Для идеального газа в таком процессе выполняется следующее соотношение:

Q = A + ΔU

где:

• Q — количество теплоты, переданное газу;
• A — работа, выполненная газом;
• ΔU — изменение внутренней энергии газа.

Шаг 2: Анализ изменения внутренней энергии

При изотермическом процессе изменение внутренней энергии газа (ΔU) равно нулю, поскольку температура не изменяется. Таким образом, у нас получается:

Q = A + 0

или

A = Q.

Шаг 3: Подстановка значений

В задаче указано, что газу было передано 8 МДж теплоты. Переведем это значение в джоули:

8 МДж = 8 * 10^6 Дж.

Таким образом, работа, выполненная газом, будет равна:

A = 8 * 10^6 Дж.

Шаг 4: Что произошло с объемом газа

При выполнении работы газ расширяется, что приводит к увеличению его объема. В изотермическом процессе, если газ получает тепло, он выполняет работу, расширяясь. Это означает, что объем газа увеличивается.

Итог:

• Работа, выполненная газом, составляет 8 МДж (или 8 * 10^6 Дж);
• Объем газа увеличился.