МКТ.Идеальный газ. Физика.
Помогите решить задачу, пожалуйста.
Один моль кислорода изотермически расширили от V1=5·10-3м3 до V2=8·10-3м3. Затем его изобарически сжали до первоначального объема. Известно, что в начальном состоянии Р1=800кПа. Найдите изменение средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа. Представить графики описанных процессов в координатах V-T.
должен получиться
Ответ: 0,023эВ.
Вроде верно
Для решения задачи необходимо использовать закон Бойля-Мариотта и закон Гей-Люссака, которые описывают изменение давления и объема идеального газа при изотермическом и изобарическом процессах.
Закон Бойля-Мариотта утверждает, что при изотермическом процессе давление и объем идеального газа обратно пропорциональны друг другу. Это можно записать следующим образом:
P1V1 = P2V2,
где P1 и V1 - начальное давление и объем, а P2 и V2 - конечное давление и объем.
Используя данную формулу, можно найти конечное давление P2:
P2 = P1 * V1/V2 = 800 кПа * 5 * 10^-3 м^3 / 8 * 10^-3 м^3 = 500 кПа.
Затем, при изобарическом процессе, объем идеального газа пропорционален его температуре. Это можно записать следующим образом:
V1/T1 = V2/T2,
где T1 и T2 - начальная и конечная температуры.
Используя данную формулу, можно найти конечную температуру T2:
T2 = T1 * V2/V1 = T1 * 8 * 10^-3 м^3 / 5 * 10^-3 м^3 = 1.6 T1.
Таким образом, средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа не изменится, так как исходное и конечное состояния газа имеют одинаковую температуру. Изменение средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа будет равно нулю.
Графики описанных процессов в координатах V-T будут представлять собой прямые линии в различных участках координатной плоскости. Изотермический процесс будет представлен прямой линией, проходящей через начальную и конечную точки на координатной плоскости. Изобарический процесс будет представлен прямой линией, параллельной оси V, и проходящей через начальную и конечную точки на координатной плоскости.