23. Молекулярная физика. Электродинамика: расчетная задача: #208417
Одноатомный идеальный газ в количестве $4$ моль поглощает количество теплоты $2\,\text{кДж}$. При этом температура газа повышается на $20\,\text{К}.$ Чему равна работа, совершенная газом в этом процессе?
$1.$ Записываем первое начало термодинамики: $$ Q = \Delta U + A $$ $2.$ Выражаем работу:$$ A = Q -\Delta U $$ $3.$ Находим изменение внутренней энергии для одноатомного газа:$$ \Delta U = \frac{3}{2} \nu R \Delta T $$ $4.$ Подставляем значения:$$ \Delta U = \frac{3}{2} \cdot 4 \cdot 8.31 \cdot 20 $$ $5.$ Вычисляем:$$ \Delta U = \frac{3}{2} \cdot 4 \cdot 8.31 \cdot 20 = 997.2\,\text{Дж} \approx 1\space000\,\text{Дж} $$ $6.$ Переводим теплоту в джоули:$$ Q = 2\,\text{кДж} = 2\space000\,\text{Дж} $$ $7.$ Находим работу:$$ A = 2000 -1000 = 1\space000\,\text{Дж} = 1\,\text{кДж} $$ Ответ: работа, совершенная газом, равна $1\,\text{кДж}.$