Работа при изотермическом расширении идеального газа

I. При адиабатном расширении идеального газа, его температура увеличивается. 11.33 Какая доля количества теплоты Q1, подводимого к идеальному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение внутренней энергии газа и какая доля на работу расширения? При изотермическом процессе вся энергия, сообщаемая газу путем теплообмена, идет на совершение газом работы.

Процесс 1 2 — изотермический, 3 1 — адиабатический. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля). При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q > 0), и его внутренняя энергия увеличивается.

Здесь γ = Cp / CV – показатель адиабаты, Cp и CV – теплоемкости газа в процессах с постоянным давлением и с постоянным объемом (см. §3.10). В этом процессе Q = 0, т.к. нет теплообмена с окружающими телами, и A = 0, т.к. оболочка недеформируема.

Расширение газа в пустоту – пример необратимого процесса. 64. Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет А = 2 кДж. Найти количество подведенной к газу теплоты, если процесс протекал а) изотермически; б) изобарно.

Работа при изотермическом расширении идеального газа

Первое начало термодинамики является обобщением закона сохранения энергии для механических и тепловых процессов. Подсчитаем работу, которая совершается изобарической стадией расширения рабочего тела (газа). Допустим, что при нагревании газ переместил поршень на расстояние l (рис. 29), совершив при этом работу A = Fl. Сила давления газа на поршень F = pS, где S — площадь поршня.

Адиабатический процесс также можно отнести к изопроцессам. Q = 0, энтропия в этом процессе остается неизменной. Газ нагревается и расширяется от до 2 при постоянном давлении. Вся теплота, сообщаемая газу, идет на изменение его внутренней энергии.

Вычислим работу совершаемую газом в адиабатическом процессе. После этого путем изобарного сжатия возвращают газ в начальное состояние. 11.62 Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в три раза выше температуры охладителя. 11.78 Один моль одноатомного газа, находящегося при температуре T1=300 К сжимается сначала изотермически, так, что давление возрастает от p1 до p2=2p1, а затем адиабатно до давления p3=4p1.

Интерактивная модель «Работа идеального газа в изотермическом процессе»

Давление его при этом уменьшается вдвое. Какая работа (кДж) совершается газом, если газ получил от нагревателя 84 кДж теплоты. Для его нагревания на 4 0С при постоянном давлении было затрачено 5 кДж теплоты. Вопрос 8. Какую работу (кДж) совершил воздух массой 290 г при его изобарном нагревании на 20 К, если известно, что газу было передано некоторое количество теплоты.

Вопрос 12. Объем одноатомного идеального газа при изобарном расширении увеличился на 2 л. Если давление газа равно 200 кПа, то какое количество теплоты (кДж) он получил в ходе расширения? При этом давление кислорода уменьшилось в 3 раза. Затем газ изобарно расширили так, что его температура стала первоначальной. Существует два способа изменения внутренней энергии: теплопередача и совершение механической работы (например, нагревание при трении или при сжатии, охлаждение при расширении).

При изохорном процессе объем газа остается постоянным, поэтому газ не совершает работу. Адиабатный процесс — термодинамический процесс в теплоизолированной системе.

Чему равна внутренняя энергия этого газа, если он одноатомный и его можно считать идеальным? 4. Из формулы (1) следует, что внутренняя энергия одного моля газа зависит только от его абсолютной температуры и количества вещества (числа молекул). Например, при сжатии газа в теплоизолированном сосуде газ нагревается вследствие того, что над ним производят работу.

Как найти совершенную газом работу?

Как изменилась внутренняя энергия воздуха в комнате? В тепловых двигателях газ расширяется при высокой температуре. При атом давление газа велико, поэтому он совершает большую работу. А сжимают газ при более низкой температуре, когда давление газа меньше.

12. Газ совершает циклический процесс: переходит из состояния 1 в состояние 2 (рис. 42.9), а потом возвращается в состояние 1. При этом объем газа не должен быть меньше начального и больше конечного. Над одноатомным идеальным газом внешними силами произведена работа , величина которой 2000Дж, при этом внутренняя энергия увеличилась на 0.5кДж.

К системе подведено 2500 Дж теплоты. В каком или каких из нижеуказанных процессов, работа совершенная над данным одноатомным идеальным газом сопровождается уменьшением его внутренней энергии? На рисунке приведены графики зависимости работы одноатомного идеального газа от различных количеств сообщенной этому газу теплоты. В каком из нижеприведенных соотношений находится изменение внутренних энергий этих газов, при сообщении им одного и того же количества теплоты?

На данной диаграмме показана зависимость изменения количества теплоты одной и той же массы различных идеальных газов , от изменения температуры при изобарных процессах. В каком из нижеприведённых соотношений находятся между собой количества теплоты , отведённые от идеального одноатомного газа, при изобарном сжатии в процессах, изображённых на рисунке? III. Изотермическое уменьшение объёма данной массы идеального газа возможно при отводе от данной системы некоторого количества теплоты.

Работа идеального газа с точки зрения первого начала термодинамики

Величина A > 0, если система совершает положительную работу над окружающими телами. Согласно этому закону, энергия не может быть создана или уничтожена; она передается от одной системы к другой и превращается из одной формы в другую. Любая машина может совершать положительную работу A над внешними телами только за счет получения некоторого количества теплоты Q от окружающих тел или уменьшения ΔU своей внутренней энергии.

Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. Сосуды с теплонепроницаемыми стенками называются адиабатическими оболочками, а процессы расширения или сжатия газа в таких сосудах называются адиабатическими. На плоскости (p, V) процесс адиабатического расширения (или сжатия) газа изображается кривой, которая называется адиабатой. Изменение энтропии в каком-либо квазистатическом процессе равно приведенному теплу ΔQ / T, полученному системой.

Вопрос 9. Какую работу совершает газ при изобарном нагревании от 0 до 1000С? Газ находится в цилиндре под поршнем. 11.50 Углекислый газ CO2 массой m=400 г был нагрет на 50 К при постоянном давлении. Здесь U (T1) и U (T2) – внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях.