Найти работу совершенная газом

Данный вопрос относится к предмету "Физика", раздел "Термодинамика". Задача требует расчета работы, совершенной газом при адиабатическом расширении.

Адиабатический процесс — это процесс, в котором нет обмена теплотой с окружающей средой (Q = 0). Для идеального газа уравнение адиабатического процесса записывается так: PV^\gamma = const, где P — давление, V — объем, \gamma — показатель адиабаты (\gamma = C_p/C_v). Для адиабатического процесса также справедливо следующее уравнение для работы: A = \frac{{C_V \Delta T}}{{1 - \gamma}}, где:

• C_V — молярная теплоемкость при постоянном объеме,
• \gamma = \frac{C_p}{C_v},
• \Delta T — изменение температуры.

Для углекислого газа (CO_2):

• C_V \approx 28.58 \, \text{Дж/моль·К},
• \gamma \approx 1.3.

Параметры задачи:

• Количество вещества углекислого газа \nu = 2 \, \text{моль},
• Изменение температуры \Delta T = -20 \, °C = -20 \, K.

Теперь рассчитываем работу, совершенную газом при адиабатическом расширении:

1. Расчитаем теплоемкость C_V для 2 молей газа: C_V^\text{total} = 2 \, \text{моль} \times 28.58 \, \text{Дж/моль·К} = 57.16 \, \text{Дж/К}.
2. Запишем уравнение для работы: A = \frac{{C_V \Delta T}}{{1 - \gamma}}.
3. Подставим значения: A = \frac{{57.16 \, \text{Дж/К} \times (-20 \, \text{К})}}{{1 - 1.3}} = \frac{{-1143.2 \, \text{Дж}}}{{-0.3}} = 3810.67 \, \text{Дж}.

Таким образом, работа, совершенная газом при адиабатическом расширении, составляет 3810.67 \, \text{Дж}.

Пунктирный график в данной задаче является примером для иллюстрации процесса расширения, но не используется в вычислениях.