Один киломоль двухатомного идеального газа занимал первоначальнообъем 2,0 м3под давлением 1,2 МПа. Газ нагрели при постоянном объеме так,что его давление возросло до 1,6 МПа. Затем газ расширился при этом же давлении до объема 3,0 м3 .Определить количество теплоты, сообщенной газу, работу, совершенную им, и изменение его внутренней энергии. Изобразить процесс на диаграмме «давление – температура».

Добрый день! С удовольствием помогу вам разобраться с этой задачей.

Для начала, нам нужно определить, какой процесс происходит с газом. Из условия видно, что газ нагревается при постоянном объеме, а затем расширяется при постоянном давлении. Это значит, что первый этап процесса - изохорный (при постоянном объеме), а второй этап - изобарный (при постоянном давлении).

Для решения задачи нам необходимо знать уравнение состояния идеального газа. В данном случае мы имеем дело с двухатомным идеальным газом, поэтому можем использовать уравнение состояния идеального газа в форме: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Так как величина количества вещества газа не указана непосредственно в условии, нам необходимо ее определить. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT. Заметим, что для каждого из двух этапов процесса у нас есть значение давления, объема и температуры. Подставим эти значения в уравнение при первом этапе и втором этапе процесса, и получим два уравнения:
(1,2МПа) * (2,0м3) = n * R * T1 и (1,6МПа) * (2,0м3) = n * R * T2

Теперь по шагам решим эти уравнения относительно количества вещества газа n:
n = (1,2МПа * 2,0м3) / (R * T1) и n = (1,6МПа * 2,0м3) / (R * T2)

Конечно, нам нужно еще знать значения универсальной газовой постоянной R, а также температуры газа при первом и втором этапе процесса - T1 и T2 соответственно. Температуры нам неизвестны, но мы можем запомнить, что при изохорном процессе изменение температуры газа связано с изменением его давления следующим образом: P1/T1 = P2/T2.

Применяем это знание к нашему случаю, для первого этапа получаем: (1,2МПа) / T1 = (1,6МПа) / T2. То есть T2 = (T1 * 1,6МПа) / (1,2МПа).

Теперь мы можем подставить полученное значение T2 в первое уравнение для n:
n = (1,6МПа * 2,0м3) / (R * T2).

Мы знаем, что работа, совершенная газом при изохорном процессе равна нулю, так как объем не меняется. Поэтому работа будет равна произведению давления на изменение объема при изобарном процессе:
работа = (1,6МПа - 1,2МПа) * (3,0м3 - 2,0м3).

Теперь нам нужно определить изменение внутренней энергии газа. Так как газ является идеальным, изменение внутренней энергии можно определить по формуле: ΔU = Q - работа, где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - количество теплоты, сообщенное газу.

Теперь, когда мы знаем все значения, которые нам нужны, мы можем подставить их в соответствующие формулы для получения ответов:
Количество теплоты, сообщенное газу: Q = n * R * (T2 - T1).
Работа, совершенная газом: работа = (1,6МПа - 1,2МПа) * (3,0м3 - 2,0м3).
Изменение внутренней энергии газа: ΔU = Q - работа.

Изобразим процесс на диаграмме "давление - температура". Строим оси: по горизонтальной оси откладываем давление, по вертикальной оси откладываем температуру. Помечаем на диаграмме начальные и конечные состояния газа при первоначальном объеме 2,0м3 и объеме, равном 3,0м3 соответственно, а также отмечаем промежуточное состояние газа при постоянном объеме в 2,0м3 и давлении 1,6МПа.

Помимо этого, полезно помнить, что в процессе нагревания газа его внутренняя энергия, температура и давление возрастают, а объем остается постоянным. В процессе расширения газа при постоянном давлении, его давление и объем возрастают, а температура остается постоянной.

Вот обстоятельный ответ на ваш вопрос! Если у вас есть еще вопросы или что-то неясно, пожалуйста, сообщите, и я помогу вам.