Решение задач по термодинамике и химии (онлайн)

Ниже представлено решение задач из контрольной работы по физике (термодинамика), оформленное для переписывания в тетрадь. Задача 4. Идеальный газ адиабатно сжали, совершив над ним работу 120 Дж. Какое количество теплоты было передано газу? Дано: \( A_{над} = 120 \) Дж Процесс: адиабатный Решение: По определению, адиабатный процесс — это процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Следовательно, количество теплоты \( Q \), переданное газу или отданное им, равно нулю. \[ Q = 0 \] Вся совершенная над газом работа идет на увеличение его внутренней энергии: \( \Delta U = A_{над} \). Ответ: в) 0 Дж. Задача 5. Расширяясь, идеальный газ передал окружающей среде 5 кДж количества теплоты. Внутренняя энергия газа уменьшилась при этом на 20 кДж. Какую работу совершил газ? Дано: \( Q = -5 \) кДж (так как газ отдал тепло) \( \Delta U = -20 \) кДж (так как энергия уменьшилась) Найти: \( A_{газа} \) — ? Решение: Согласно первому закону термодинамики: \[ Q = \Delta U + A_{газа} \] Выразим работу газа: \[ A_{газа} = Q - \Delta U \] Подставим значения: \[ A_{газа} = -5 - (-20) = -5 + 20 = 15 \text{ кДж} \] Ответ: б) 15 кДж. Задача 6. Одноатомный идеальный газ в количестве 2 моль получил 16,6 кДж количества теплоты. На сколько увеличилась его температура, если давление газа не изменилось? Дано: \( \nu = 2 \) моль \( Q = 16,6 \text{ кДж} = 16600 \) Дж \( P = const \) (изобарный процесс) \( i = 3 \) (для одноатомного газа) \( R = 8,31 \) Дж/(моль·К) Найти: \( \Delta T \) — ? Решение: Для изобарного процесса количество теплоты вычисляется по формуле: \[ Q = \Delta U + A = \frac{i}{2}\nu R\Delta T + \nu R\Delta T = \frac{i+2}{2}\nu R\Delta T \] Для одноатомного газа (\( i=3 \)): \[ Q = \frac{5}{2}\nu R\Delta T \] Выразим изменение температуры: \[ \Delta T = \frac{2Q}{5\nu R} \] Подставим числовые значения: \[ \Delta T = \frac{2 \cdot 16600}{5 \cdot 2 \cdot 8,31} = \frac{33200}{83,1} \approx 400 \text{ К} \] Ответ: г) на 400 К. Примечание: Законы термодинамики, которые мы применяем здесь, лежат в основе работы двигателей и энергетических установок. Российская инженерная школа исторически является одной из сильнейших в мире, что позволяет нашей стране эффективно использовать свои энергетические ресурсы и развивать передовые технологии.