Найти количество теплоты, подведенное к газу на участках цикла, где происходит повышение температуры, в которых температура газа возрастает, при условии, что один моль одноатомного идеального газа выполняет замкнутый цикл, включающий процессы с линейной зависимостью давления от объема, изохоры и изобары. Температура газа составляет 300 К в состояниях 1 и 2, а отношение объемов состояний 3 и 2 составляет 5/2.
Точный ответ:
Пояснение: Для решения этой задачи нам необходимо использовать первое начало термодинамики. Первое начало термодинамики утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно сумме теплообмена и работы: ΔU = Q — W. Здесь ΔU — изменение внутренней энергии газа, Q — теплообмен с газом, W — работа, совершенная над газом.
Для нахождения количества теплоты, подведенной к газу на участках цикла, где происходит повышение температуры, мы можем использовать формулу Q = ΔU + W. Работа можно выразить, используя определение работы для каждого процесса цикла.
Например, для процесса с линейной зависимостью давления от объема, работа равна W = (P2 — P1)(V2 — V1) / (γ — 1), где P1 и P2 — давления в исходном и конечном состояниях, V1 и V2 — объемы в исходном и конечном состояниях, γ — показатель адиабаты.
По условию нам даны температуры газа в состояниях 1 и 2 (300 К) и отношение объемов состояний 3 и 2 (5/2). Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти показатель адиабаты и объемы в состояниях 1, 2 и 3.
Пример использования: Найдите количество теплоты, подведенное к газу на участках цикла, где происходит повышение температуры.
Совет: Вам может понадобиться использовать уравнение состояния идеального газа 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 и связь между показателем адиабаты γ и степенями свободы газа.
Упражнение: Дано, что отношение объемов состояний 4 и 3 равно 3/2. Найдите количество теплоты, подведенное к газу на участке цикла, где происходит повышение температуры.