Какова работа (в кДж), изменение внутренней энергии (в кДж) и полученное количество теплоты (в кДж), когда объём идеального

Описание: Для решения данной задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который устанавливает связь между работой, изменением внутренней энергии и полученным количеством теплоты. В данной задаче газ является идеальным, что означает, что он подчиняется закону Бойля-Мариотта и можно использовать формулу работы для изменения объема установившегося процесса:

[ W = P Delta V ]

где W — работа (в кДж), P — давление (в МПа) и ΔV — изменение объема (в литрах).

Из условия задачи известно, что объем меняется от 1 л до 5 л, а давление линейно уменьшается от 3 МПа до 1 Мпа. Используя формулу работы, мы можем вычислить ее значение:

[ W = (P_1 + P_2) times (V_2 — V_1) ]

где P1 и V1 — начальное давление и объем, P2 и V2 — конечное давление и объем.

Также мы знаем, что изменение внутренней энергии (ΔU) для идеального газа равно работе, совершенной над ним, а полученное количество теплоты (Q) можно определить как разницу между изменением внутренней энергии и работой:

[ Q = ΔU — W ]

Рассчитайте работу, изменение внутренней энергии и полученное количество теплоты, используя указанные формулы и предоставленные значения давления и объема. Округлите значения до целых чисел и запишите ответы через точку с запятой в указанном порядке.

Пример использования:

Задача: Какова работа (в кДж), изменение внутренней энергии (в кДж) и полученное количество теплоты (в кДж), когда объём идеального одноатомного газа меняется от 1 л до 5 л, а давление линейно уменьшается от 3 МПа до 1 Мпа?

Решение:

Дано:
Начальный объем (V1) = 1 л
Конечный объем (V2) = 5 л
Начальное давление (P1) = 3 МПа
Конечное давление (P2) = 1 МПа

1. Расчет работы (W):
W = (P1 + P2) × (V2 — V1)
W = (3 + 1) × (5 — 1)
W = 4 × 4
W = 16 кДж

2. Расчет изменения внутренней энергии (ΔU):
ΔU = W
ΔU = 16 кДж

3. Расчет количества полученной теплоты (Q):
Q = ΔU — W
Q = 16 — 16
Q = 0 кДж

Ответ:
Работа (W) = 16 кДж;
Изменение внутренней энергии (ΔU) = 16 кДж;
Полученное количество теплоты (Q) = 0 кДж.

Совет: В данной задаче обратите внимание на изменение давления и объема газа, а также используйте формулы работы и внутренней энергии для идеального газа. Округляйте ответы до целых чисел и следите за единицами измерения.

Практика:
Найдите работу, изменение внутренней энергии и полученное количество теплоты, когда идеальный газ с объемом 2 л сжимается с начального давления 2 МПа до конечного давления 1 МПа. Ответы запишите через точку с запятой в указанном порядке.