В ходе адиабатического процесса внутренняя энергия 1 моль разреженного аргона уменьшилась. Как изменяются при этом его температура и объём?

ответ к заданию по физике
 

Добрый день! Рад помочь вам с вашим вопросом о адиабатическом процессе с разреженным аргоном.

Для начала, давайте разберемся, что такое адиабатический процесс. Адиабатический процесс - это процесс изменения состояния газа без теплообмена с окружающей средой. В таком процессе ни тепло, ни масса не покидают систему или входят в неё. Изменение внутренней энергии происходит только за счет работы, совершаемой газом при изменении его объема.

В вашем вопросе сказано, что внутренняя энергия 1 моль разреженного аргона уменьшилась. Поэтому мы можем сказать, что газ совершил работу, исходя из первого закона термодинамики, который гласит: изменение внутренней энергии равно сумме работы и выделенного тепла.

ΔU = Q - W

Если внутренняя энергия уменьшилась (ΔU < 0), это означает, что работа совершила работу по газу, исходя из уравнения выше (W > 0). Значит, газ сжался.

Теперь перейдем к изменению температуры. Для адиабатического процесса, изменение внутренней энергии связано с изменением температуры и объема следующим образом:

ΔU = nCvΔT

где ΔU - изменение внутренней энергии, n - количество вещества (в данном случае 1 моль), Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме.

Уравнение можно переписать следующим образом:

ΔT = ΔU / (nCv)

Так как ΔU < 0 и n и Cv постоянны, то ΔT также будет < 0. Это означает, что температура уменьшится в ходе адиабатического процесса.

И наконец, касательно изменения объема. В адиабатическом процессе изменение объема связано с изменением температуры следующим образом:

V1 / T1 = V2 / T2

где V1 и T1 - начальный объем и температура, V2 и T2 - конечный объем и температура.

Из предыдущих расчетов мы знаем, что температура уменьшится, поэтому T2 < T1. Если T2 уменьшилась, а V1 и T1 остались постоянными, V2 должно уменьшиться. Значит, объем газа также сократится в ходе данного адиабатического процесса.

Итак, подводя итог:

1. В ходе адиабатического процесса внутренняя энергия 1 моль разреженного аргона уменьшилась.
2. Температура газа в этом процессе уменьшится.
3. Объем газа в этом процессе также уменьшится.

Надеюсь, это решение процесса и объяснение ответа понятны школьнику. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!