Будут ли одинаковыми изменения внутренней энергии газа и работа, совершенная газом, при изобарном нагреве 5

Пояснение:

Во время изобарного процесса давление газа остается постоянным. Внутренняя энергия газа изменяется из-за изменения его температуры. Работа, совершаемая газом, также зависит от изменения его температуры.

Изменение внутренней энергии газа может быть выражено в формуле:

ΔU = q + w

Где ΔU — изменение внутренней энергии газа, q — теплота, полученная или отданная газом, w — работа, совершаемая газом.

При изобарном нагреве газа теплота, полученная газом, будет равна:

q = n * C_p * ΔT

Где n — количество вещества газа, C_p — молярная теплоемкость газа при постоянном давлении, ΔT — изменение температуры.

А работа, совершаемая газом, будет равна:

w = -P * ΔV

Где P — постоянное давление газа, ΔV — изменение объема.

Теперь рассмотрим конкретный пример:

Пример использования:

Для гелия:
n = 5 моль
C_p = 20.79 J/(mol·K)
ΔT = 20 °C = 20 K

Для кислорода:
n = 5 моль
C_p = 29.3 J/(mol·K)
ΔT = 20 °C = 20 K

Из формулы q = n * C_p * ΔT, мы можем вычислить теплоту, полученную газом, для каждого случая.

Расчет для гелия:
q_He = 5 моль * 20.79 J/(mol·K) * 20 K = 2079 Дж

Расчет для кислорода:
q_O2 = 5 моль * 29.3 J/(mol·K) * 20 K = 2930 Дж

Теперь рассмотрим работу, совершенную газом. Поскольку процесс изобарный, мы можем использовать формулу w = -P * ΔV, где изменение объема ΔV равно 0.

w = -P * ΔV = -P * 0 = 0

Таким образом, работа, совершенная газом, будет равна нулю при изобарном нагреве.

Итак, изменение внутренней энергии газа будет равно разнице в полученной теплоте:

ΔU = q = q_He — q_O2 = 2079 Дж — 2930 Дж = -851 Дж

Ответ: Изменения внутренней энергии газа и работа, совершенная газом, будут различными при изобарном нагреве 5 моль гелия и 5 моль кислорода на 20 градусов Цельсия. Изменение внутренней энергии газа составит -851 Дж, а работа, совершенная газом, будет равной нулю.

Совет: Для лучшего понимания данной темы рекомендуется изучить основные законы термодинамики и формулы, связанные с изменением внутренней энергии газа и работой.

Дополнительное задание: При изобарном нагреве 3 моль аргонового газа на 50 градусов Цельсия в соответствии с его теплоемкостью при постоянном давлении 20.8 J/(mol·K), посчитайте изменение внутренней энергии газа и работу, совершенную газом.