Термодинамика в школьной лаборатории
В школьной лаборатории изучают газ и модель тепловой машины. В цилиндре под подвижным поршнем находится моль гелия. Считайте гелий идеальным одноатомным газом. Трением и теплоёмкостью цилиндра пренебрегайте. Внутренняя энергия такого газа , уравнение состояния , Дж/(моль·К).
Опыт 1. Газ медленно нагревают при постоянном давлении 200 кПа. Его объём увеличивается от 0,010 м³ до 0,025 м³.
Опыт 2. Затем газ расширяется адиабатно, то есть без теплообмена с окружающей средой, и совершает работу 1245 Дж.
Опыт 3. Исследуют модель тепловой машины. За один цикл рабочее тело получает от нагревателя 2000 Дж теплоты и совершает работу 500 Дж, остальную теплоту отдаёт холодильнику. Температура нагревателя 500 К, температура холодильника 300 К. Наибольший возможный КПД машины, работающей между этими температурами, равен .
Какое количество теплоты газ получает в опыте 1?
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор
Верный ответ
- B7500 Дж
Разбор
По первому закону термодинамики . Работа газа Дж. Так как , то Дж. Изменение внутренней энергии Дж. Тогда Дж. Значение «4500 Дж» учитывает только изменение внутренней энергии, значение «3000 Дж» — только работу.