Как определить внутреннюю энергию одноатомного идеального газа (зная…)?
Зная количество теплоты, которое он получил и работу, которую совершил
Ответы (1):
Видимо, следует использовать первый закон термодинамики
∆U= A+Q
Где ∆U=U2 - U1 - изменение внутренней энергии; Q - количество теплоты; А - работа системы.
Если все переданное газу тепло идёт на совершение им же работы, то это изотермический процесс, то есть температура постоянна.
Если Т=const, то закон можно записать в таком виде Q=A, ведь ∆U=0. Это идёт из этой формулы ∆U=3/2 *m/M * R∆T.
Но как-то тогда выходит слишком просто. Поэтому на всякий случай добавлю и другие процессы.
Если газ находится в закрытом баллоне, к примеру, то такой процесс называется изохорным. Объём постоянен. Если V=const, значит А=о. Тогда закон принимает следующий вид ∆U=Q (нагревание) и ∆U=-Q (охлаждение).
Если же в системе постоянное давление, то процесс изобарный. А значит, тепло идёт и на увеличение энергии и на совершение самим газом работы.
Итак, р=const, тогда Q=∆U + A (нагревание) и ∆U= -A- Q(охлаждение). Соответственно, в первом случае ∆U>0, а во втором ∆U<0.
Ну и последний процесс - адиабатный. Возможен при сжатии и расширении. В нем Q=0. Тогда запишем закон так
∆U= - A (расширение) и ∆U= A (сжатие)
Везде над работой А следует ставить сверху штрих, конечно. Нет на клавиатуре.