1. Во время расширения газа, вызванного его нагреванием, в цилиндре с площадью поперечного сечения S=200 см² газу было передано количество теплоты Q = 1,5 - 10^5 ж, причем давление газа оставалось постоянным и равным р = 2•10^7 Па. На сколько изменилась внутренняя энергия газа, если поршень передвинулся на расстояние һ=30 см?
Ответы
Ответ:
Дано:
- Площадь поперечного сечения цилиндра S = 200 см² = 0.02 м²
- Количество переданной теплоты Q = 1.5 * 10^5 Дж
- Давление газа р = 2 * 10^7 Па
- Расстояние, на которое передвинулся поршень h = 30 см = 0.3 м
Найти:
- Изменение внутренней энергии газа ΔU
Решение:
Работа газа можно определить как произведение силы и перемещения поршня:
W = F * h,
где W - работа, F - сила, h - перемещение поршня.
Сила, действующая на поршень, связана с давлением и площадью поперечного сечения по формуле:
F = p * S,
где p - давление, S - площадь поперечного сечения.
Теперь мы можем переписать уравнение для работы газа следующим образом:
W = p * S * h.
Известно, что работа газа равна количеству переданной теплоты поэтому:
Q = W.
Из вышеперечисленных уравнений получаем:
Q = p * S * h.
Теперь решим уравнение для изменения внутренней энергии газа:
ΔU = Q = p * S * h,
ΔU = (2 * 10^7 Па) * (0.02 м²) * (0.3 м),
ΔU = 1.2 * 10^5 Дж.
Ответ: Изменение внутренней энергии газа составляет 1.2 * 10^5 Дж.
