При изохорическом нагревании идеального одноатомного газа давление увеличивается с 5 Па до 10 Па, а изменение внутренней энергии составляет 6 Дж. Какой объем газа (в м³)? Ответ округлите до десятых.

Физика Колледж Термодинамика изохорическое нагревание идеальный одноатомный газ изменение давления изменение внутренней энергии Объём газа физика 12 класс Новый

Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа и формулой для изменения внутренней энергии.

1. Изучим данные задачи:

• Начальное давление P1 = 5 Па
• Конечное давление P2 = 10 Па
• Изменение внутренней энергии ΔU = 6 Дж

2. Поскольку процесс изохорический, объем остается постоянным, и мы можем использовать формулу для изменения внутренней энергии:

ΔU = n * C_v * ΔT

где n - количество вещества (в молях), C_v - молярная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.

Для одноатомного газа C_v = (3/2)R, где R - универсальная газовая постоянная (приблизительно 8.31 Дж/(моль·К)).

3. Найдем изменение температуры:

Сначала найдем количество вещества n. Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

P * V = n * R * T

4. Зная, что объем V постоянен, можем выразить количество вещества:

n = P * V / (R * T)

5. Теперь найдем изменение температуры ΔT:

Из уравнения состояния идеального газа:

P1 * V = n * R * T1

P2 * V = n * R * T2

Изменение давления также связано с изменением температуры:

ΔT = T2 - T1 = (P2 * V) / (n * R) - (P1 * V) / (n * R)

ΔT = V / (n * R) * (P2 - P1)

6. Подставим ΔT в уравнение для ΔU:

ΔU = n * C_v * ΔT = n * (3/2)R * (V / (n * R) * (P2 - P1))

ΔU = (3/2) * V * (P2 - P1)

7. Теперь подставим известные значения:

6 = (3/2) * V * (10 - 5)

6 = (3/2) * V * 5

6 = (15/2) * V

8. Решим уравнение для V:

V = 6 / (15/2) = 6 * (2/15) = 12 / 15 = 0.8 м³

9. Ответ: Объем газа составляет 0.8 м³.