Краткое пояснение: При изобарном процессе работа газа определяется как произведение давления на изменение объема, а изменение внутренней энергии — как изменение температуры.
-
Шаг 1: Определяем работу газа.
Работа газа при изобарном нагревании вычисляется по формуле:
\[A = p \Delta V =
u R \Delta T\]
где:
- \(
u\) = 800 моль (количество вещества газа)
- \(R\) = 8.31 Дж/(моль⋅К) (универсальная газовая постоянная)
- \(\Delta T\) = 500 К (изменение температуры)
Подставляем значения:
\[A = 800 \cdot 8.31 \cdot 500 = 3324000 \text{ Дж} = 3.324 \text{ МДж}\]
-
Шаг 2: Определяем приращение внутренней энергии.
Приращение внутренней энергии для идеального газа вычисляется по формуле:
\[\Delta U = \frac{3}{2}
u R \Delta T\]
где:
- \(
u\) = 800 моль (количество вещества газа)
- \(R\) = 8.31 Дж/(моль⋅К) (универсальная газовая постоянная)
- \(\Delta T\) = 500 К (изменение температуры)
Подставляем значения:
\[\Delta U = \frac{3}{2} \cdot 800 \cdot 8.31 \cdot 500 = 4986000 \text{ Дж} = 4.986 \text{ МДж}\]
-
Шаг 3: Проверяем первое начало термодинамики.
Первое начало термодинамики:
\[Q = A + \Delta U\]
где:
- \(Q\) = 9.4 МДж (количество теплоты, сообщенное газу)
- \(A\) = 3.324 МДж (работа газа)
- \(\Delta U\) = 4.986 МДж (приращение внутренней энергии)
Проверяем:
\[9.4 \approx 3.324 + 4.986 = 8.31 \text{ МДж}\]
Небольшое расхождение может быть связано с округлениями.
Ответ: Работа газа равна 3.324 МДж, приращение его внутренней энергии равно 4.986 МДж.