В результате теплопередачи идеальный газ получает количество теплоты, равное 100 кДж и выполняет работу 5000 Дж. Каково начальное значение внутренней энергии газа, если в ходе процесса его температура увеличилась в 6 раз?

Физика 9 класс Термодинамика теплопередача Идеальный газ Количество теплоты работа внутренняя энергия температура физика 9 класс Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся первым законом термодинамики, который гласит:

ΔU = Q - A

где:

• ΔU - изменение внутренней энергии газа;
• Q - количество теплоты, полученное газом;
• A - работа, выполненная газом.

В данной задаче нам даны следующие значения:

• Q = 100 кДж = 100000 Дж (переведем кДж в Дж);
• A = 5000 Дж.

Теперь подставим эти значения в формулу:

ΔU = 100000 Дж - 5000 Дж = 95000 Дж.

Теперь мы знаем, что изменение внутренней энергии равно 95000 Дж. Однако, чтобы найти начальное значение внутренней энергии газа, нам необходимо знать его конечное значение.

Согласно задаче, температура газа увеличилась в 6 раз. Для идеального газа изменение внутренней энергии связано с температурой следующим образом:

ΔU = n * c * ΔT

где:

• n - количество вещества газа;
• c - удельная теплоемкость газа;
• ΔT - изменение температуры.

Так как температура увеличилась в 6 раз, то можно сказать, что:

ΔT = T_final - T_initial = 6T_initial - T_initial = 5T_initial.

Теперь, подставив ΔT в уравнение для ΔU, мы получаем:

ΔU = n * c * 5T_initial.

Мы знаем, что ΔU = 95000 Дж, поэтому у нас есть:

95000 = n * c * 5T_initial.

Теперь, чтобы найти начальное значение внутренней энергии, мы можем использовать формулу для внутренней энергии идеального газа:

U_initial = n * c * T_initial.

Таким образом, можно выразить начальную внутреннюю энергию через ΔU:

U_initial = ΔU / 5.

Теперь подставим значение ΔU:

U_initial = 95000 / 5 = 19000 Дж.

Ответ: начальное значение внутренней энергии газа составляет 19000 Дж.