примеры задач

Задачи по теме «Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики»
№1
На рисунке дан график зависимости давления газа от P, кПа
объёма. Найти работу газа при расширении и работу
8
внешних сил, возвращающий газ в первоначальное
6
состояние
4
1
2
2
0
3
6
9
Дано:
Си:
Решение:
P = 5 кПа 5∙103 Па А/ = p∆V
V1 = 3 л
3∙10 -3м3 ∆V = V2 - V1
V2 = 9 л
9∙10 -3м3 А/ = p (V2-V1) = 5∙103Па (9∙10 -3м3 – 3∙10 -3м3) = 5∙103∙6∙10 -3 = 30Дж
А/ -?
A-?
А = -A/
A' = -30 Дж
Ответ: А/ = 30 Дж, А = -30 Дж
№2
Чему равно изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты
200 Дж, а газ, расширяясь совершил работу 800 Дж? Охладился газ или нагрелся?
Дано:
Q = 200 Дж
А/ = 800 Дж
∆U -?
Решение:
∆U = Q -A/
∆U = 200 Дж - 800 Дж = ─600 Дж
∆U = ─600 Дж <0 => газ охлад.
Ответ: ∆U = ─600 Дж,газ охлад.
№3
Чему равно изменение внутренней энергии газа, если он отдал в окружающую среду
количество теплоты 500Дж, а внешние силы совершили над ним работу 300 Дж?
Охладился газ или нагрелся?
Дано:
Решение:
Q = -500 Дж ∆U = Q +A
А= 300 Дж ∆U = -500 Дж + 300 Дж = -200 Дж
∆U = -200 Дж <0 => газ охладился
∆U -?
Ответ: ∆U = -200 Дж, газ
охладился
V, л
№4
Идеальный газ совершил работу 300 Дж и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась
на 600 Дж Какое количество теплоты отдал или получил газ в этом процессе?
1) отдал 600 Дж
2) отдал 300 Дж
3) получил 300 Дж
4) не отдал и не получил теплоту
Дано:
А/ =300 Дж
∆𝑈 = −600 Дж
Q-?
Решение:
∆U = Q -A/
Q =∆U +A/
Q=−600 Дж+300Дж=−300Дж
Т.к. Q<0,то газ отдал 300 Дж теплоты (правильный ответ:2)
№5
Если идеальный газ получил количество теплоты 100 Дж, и при этом внутренняя энергия
газа увеличилась на 100 Дж, то работа внешних сил равна
1) 100 Дж
2) 200 Дж
3) −200 Дж
4) 0 Дж
Дано:
Q =100 Дж
∆𝑈 = 100 Дж
А -?
Решение:
∆U = Q -A
A= ∆U- Q
A/ =100Дж-100 Дж=0
(правильный ответ:4)