Для изобарного нагревания неизвестного газа, взятого в количестве 30 моль, на 180,5 К ему сообщили количество теплоты 180 кДж. Чему равна работа газа и изменение его внутренней энергии?

Пошаговое решение:

• Определим работу газа при изобарном процессе:

Работа газа при изобарном процессе (\( A \)) равна изменению объема газа (\( \Delta V \)) умноженному на давление (\( P \)). Из уравнения Менделеева-Клапейрона (\( PV = nRT \)), при постоянном давлении:

\[ A = P\Delta V = nR\Delta T \]

• Подставим значения:

\[ A = 30 \cdot 8.31 \cdot 180.5 = 44963.85 \text{ Дж} \approx 44.96 \text{ кДж} \]

• Теперь найдем изменение внутренней энергии (\( \Delta U \)). Первый закон термодинамики гласит:

\[ Q = \Delta U + A \]

где (\( Q \)) — количество теплоты, переданное газу.

• Выразим (\( \Delta U \)):

\[ \Delta U = Q - A \]

• Подставим значения:

\[ \Delta U = 180 \text{ кДж} - 44.96 \text{ кДж} = 135.04 \text{ кДж} \]

Ответ: Работа газа равна 44.96 кДж, изменение внутренней энергии равно 135.04 кДж.