Срочно помогите

При изобарном расширении двухатомного газа при давлении 50 кПа его объём увеличился на 2 м³. Каково изменение внутренней энергии газа в этом случае?

Физика 11 класс Термодинамика изобарное расширение двухатомный газ изменение внутренней энергии давление 50 кПа увеличение объёма 2 м³ Новый

Для решения задачи необходимо понять, что такое изобарное расширение и как оно влияет на изменение внутренней энергии газа.

Шаг 1: Определение условий задачи

• Изобарное расширение - это процесс, при котором давление газа остается постоянным.
• В данном случае давление P = 50 кПа.
• Объем газа увеличился на ΔV = 2 м³.

Шаг 2: Формула для изменения внутренней энергии

Для двухатомного газа изменение внутренней энергии (ΔU) можно выразить через количество теплоты, подведенной к газу, и работу, совершенную газом:

ΔU = Q - A, где:

• Q - количество теплоты, подведенной к газу;
• A - работа, совершенная газом.

Однако, в изобарном процессе работа, совершенная газом, рассчитывается по формуле:

A = P * ΔV.

Шаг 3: Расчет работы

Подставим известные значения в формулу для работы:

A = P * ΔV = 50 кПа * 2 м³.

Не забудьте перевести кПа в Па, так как 1 кПа = 1000 Па:

A = 50,000 Па * 2 м³ = 100,000 Дж.

Шаг 4: Изменение внутренней энергии

В изобарном процессе, если газ расширяется, то работа, совершенная газом, равна количеству теплоты, подведенному к газу:

Q = A.

Таким образом, для изобарного процесса изменение внутренней энергии для идеального газа можно также выразить как:

ΔU = n * Cv * ΔT, где n - количество молей газа, Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры. Однако, если у нас нет данных о количестве молей и изменении температуры, то мы не можем использовать эту формулу.

В данном случае, так как мы знаем, что работа равна 100,000 Дж, и в изобарном процессе Q = A, то:

ΔU = Q - A = A - A = 0 Дж.

Ответ: Изменение внутренней энергии газа в этом случае равно 0 Дж.