газ при нормальном давлении занимал объем в 30 литров. после того как газ изотермически сжали, его объем уменьшился до 15 л. Если при этом процессе газ потерял 20 кДж теплоты, тогда определите работу внешних сил и найдите конечное давление газа
Второй закон термодинамики для изотермического процесса:
Q = A' + dU = A' + 0 = A'
Газ отдал тепло, значит Q будет со знаком "минус". Кроме того газ сжался, то есть совершил отрицательную работу, следовательно уравнение второго начала термодинамики для процесса будет выглядеть так:
-Q = -A'
Если газ совершил отрицательную работу, то внешние силы совершили положительную работу, причём равную по модулю:
|-А'| = |А| = 20 кДж
Найдём конечное давление из закона Бойля-Мариотта:
Дано:
р1 = 10⁵ Па
V1 = 30 л
V2 = 15 л
Q = 20 кДж
р2 - ?
Второй закон термодинамики для изотермического процесса:
Q = A' + dU = A' + 0 = A'
Газ отдал тепло, значит Q будет со знаком "минус". Кроме того газ сжался, то есть совершил отрицательную работу, следовательно уравнение второго начала термодинамики для процесса будет выглядеть так:
-Q = -A'
Если газ совершил отрицательную работу, то внешние силы совершили положительную работу, причём равную по модулю:
|-А'| = |А| = 20 кДж
Найдём конечное давление из закона Бойля-Мариотта:
p1V1 = p2V2; T = const.
p2 = p1V1/V2 = 10⁵*30/15 = 10⁵*2 = 2*10⁵ Па = 200 кПа
Значения объёмов (литры) можно не переводить в СИ, т.к. результат отношения V1/V2 получается одним и тем же.
ответ: 20 кДж, 2*10⁵ Па (200 кПа).