Кислород массой 0,1 кг сжимается адиабатически. температура газа при этом возрастает от 273 к до 373 к.

1) чему равно приращение внутренней энергии газа?

2) какое количество теплоты при этом получает газ?

3) какова работа, совершенная внешними силами, при сжатии газа?

с решением,

Добрый день! Давайте рассмотрим ваш вопрос по очереди:

1) Для начала, нам необходимо найти приращение внутренней энергии газа. Внутренняя энергия данного газа зависит только от его температуры. Формула для изменения внутренней энергии газа (ΔU) выглядит следующим образом:

ΔU = C_v * ΔT,

где C_v - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме, а ΔT - изменение температуры. Дано, что газ адиабатически сжимается, значит, нет теплообмена с окружающей средой. В этом случае можно использовать следующее соотношение между молярными теплоемкостями адиабатического процесса (γ = C_p / C_v):

C_p - C_v = R,

где R - универсальная газовая постоянная. Для кислорода γ ≈ 1.4.

Таким образом, можем переписать формулу изменения внутренней энергии газа следующим образом:

ΔU = (C_p - C_v) * ΔT = R * ΔT.

Мы уже знаем значения начальной и конечной температуры:

ΔT = 373 К - 273 К = 100 К.

Подставив эти значения в формулу, получаем:

ΔU = 8,31 Дж/(моль*К) * 100 К.

Таким образом, приращение внутренней энергии газа составляет 831 Дж.

2) Чтобы найти количество теплоты, полученное газом, мы можем использовать первое начало термодинамики:

ΔU = Q - W,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - полученное количество теплоты, W - совершенная работа. Мы уже нашли ΔU, поэтому можем переписать формулу следующим образом:

Q = ΔU + W.

Мы знаем, что газ адиабатически сжимается. В таком процессе нет теплообмена с окружающей средой, значит, Q = 0. Следовательно:

0 = ΔU + W.

Теперь можем найти работу:

W = -ΔU = -831 Дж.

Таким образом, количество полученной газом теплоты равно 0, а совершенная внешними силами работа составляет -831 Дж.

3) Значение работы с отрицательным знаком означает, что работа производится над газом, а не с газом. В данном случае, работа совершается над газом при его сжатии внешними силами.

Надеюсь, я смог дать вам развернутый ответ на ваш вопрос. Если возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать.