Количество теплоты при расширении аргона
Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре $T_1 = 600\ \text{К}$ и давлении $p_1 = 4 \cdot 10^5\ \text{Па}$, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечный объём газа вдвое больше начального. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу $A = 2493\ \text{Дж}$?
Запишите развернутое решение с пояснением применяемых физических законов и формул.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре и давлении Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечный объём газа вдвое больше начального. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу ? | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Как связаны температура, давление и объём идеального газа в начальном и конечном состояниях?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте $pV = nRT$, зависимость $p \sim V^{-2}$ и первый закон термодинамики $Q = \Delta U + A$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
При $V_2 = 2V_1$ давление уменьшается в 4 раза, поэтому $T_2 = T_1/2 = 300\ \text{К}$. Для одноатомного газа $\Delta U = \dfrac{3}{2}nR(T_2-T_1) = -3739{,}5\ \text{Дж}$, а $Q = -3739{,}5 + 2493 = -1246{,}5\ \text{Дж}$. Следовательно, газ отдал $1246{,}5\ \text{Дж}$ теплоты.