Вопрос пользователя:
одноатомный идеальный газ при давлении 3атм и температуре 0 занимает объем 2 м3.Газ сжимают без теплообмена с окружающей средой.При этом температура повышается до 200 С. Определить работу,совершаемую газом
Илюха отвечает:
Po =3 атм. =3*1,01*(10^5) Па=3,03*(10^5) Па
Vo=2 м3
To=0 C + 273 C= 273 K
T=200 C + 273 C=473 K
Найти работу A газа при его сжатие без теплообмена
Решение. Воспользуемся первым началом термодинамики:
dU + A= Q—-(1)
где изменение внутренней энергии идеального газа при изменении температуры газа с To до T
Q – количество теплоты, которое получает газ, но по условию Q=0, поэтому (1) примет вид: dU + A = 0, или A=-dU—-(2)
Известно, что изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа равно: dU=(3/2)*v*R*dT=(3/2)*v*R*(T-To), отсюда с учетом (2) получим
A=-(3/2)*v*R*(T-To) ———–(3)
где v - количество вещества; R – универсальная газовая постоянная
Из закона Менделеева-Клапейрона найдем v*R:
Po*Vo=v*R*To, отсюда v*R=(Po*Vo)/To—-(4)
Подставим в (3) вместо v*R выражение (4), получим:
A=-[3*Po*Vo*(T-To)]/(2*To)
Расчет: A=-[3*3,03*(10^5)*2*(473-273)]/(2*273) Дж =(примерно) -666 кДЖ