1. При передаче газу количества теплоты 2 • 104 Дж он совершил работу, равную 5 • 10 Дж. Рассчитать изменение внутренней энергии газа. Что произошло с газом при этом (нагрелся или охладился)?
2. Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К газу сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и приращение его внутренней энергии.
3. Температура нагревателя 150°С, а холодильника 20°С. От нагревателя взято 105 кДж теплоты. Как велика работа, произведенная машиной, если машина идеальная?

1. Чтобы рассчитать изменение внутренней энергии газа, мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии равно сумме теплоты, переданной газу, и работы, совершенной над газом.

Известно, что газу передано 2 • 104 Дж теплоты и совершена работа, равная 5 • 10 Дж. Теплоте можно сопоставить положительное значение, так как это энергия, переданная газу, а работе можно сопоставить отрицательное значение, так как это работа, выполненная над газом.

Таким образом, изменение внутренней энергии газа можно рассчитать как:

Изменение внутренней энергии = теплота + (-работа)
Изменение внутренней энергии = 2 • 104 Дж + (-5 • 10 Дж)
Изменение внутренней энергии = 2 • 104 Дж - 5 • 10 Дж
Изменение внутренней энергии = 2 • 103 Дж

Так как изменение внутренней энергии положительное, это означает, что газ нагрелся.

2. Для определения работы газа и изменения его внутренней энергии при изобарном нагревании, мы также можем использовать первый закон термодинамики.

Известно, что количество теплоты, сообщенной газу, равно 9,4 МДж. Мы также знаем, что процесс происходит при постоянном давлении (изобарное нагревание) и что газ состоит из 800 моль.

Изобарная работа газа можно рассчитать, используя уравнение работы:

Работа = давление • объем
Работа = P • ΔV

Для того чтобы рассчитать изменение внутренней энергии газа, мы можем использовать формулу:

Изменение внутренней энергии = теплота - работа

Заменим известные значения:

Теплота = 9,4 МДж = 9,4 • 106 Дж
Работа = P • ΔV

Чтобы рассчитать работу, нам необходимо знать давление газа и изменение его объема. Однако эта информация нам не предоставлена в вопросе.

3. Для определения работы, произведенной идеальной машиной, можно использовать формулу:

Работа = теплота - холодота

Здесь теплотой является 105 кДж, взятая от нагревателя, и холодота - это 20°С, которые мы можем преобразовать в Дж, умножив на универсальную газовую постоянную R = 8,314 Дж/(моль • К) и на количество моль газа. Вопрос не указывает количество моль газа, поэтому мы не можем рассчитать точное значение работы.