Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Fizika

1569
Egyatomos gáz állandó nyomáson történő melegítése során a gáz 200 J tágulási munkát végzett.
a.) Mennyivel változott meg a gáz belső energiája?
b.) Mennyi hőt közöltünk a gázzal?

Ha lehet akkor a számítás menetét is le tudnátok írni?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

1
A tágulási munka:
ΔW = p·ΔV

Egyatomos gázok (ezek a nemesgázok) szabadságfoka 3, ezért a gáz belső energiája ennyi:
U = 3/2·n·R·T
ahol n az anyagmennyiség mol-ban, R az egyetemes gázállandó, T a hőmérséklet (Kelvinben).

Az általános gáztörvény szerint pedig:
p·V = n·R·T

Vagyis U = 3/2·p·V

A belső energia változása állandó nyomáson hasonlóképpen írható fel:
ΔU = 3/2·p·ΔV

Itt a p·ΔV éppen megegyezik a ΔW tágulási munkával. Vagyis ΔU = 3/2·200J = 300J.

Eddig előjel nélküli munkával számoltam. Mivel most a gáz végez munkát (nagyobb lesz a térfogata), a végzett munka negatív. Ezt a negatív munkát kell beleérteni a belső energia, a hőközlés és a térfogati munka ismert összefüggésébe (a termodinamika első főtétele):

ΔU = ΔQ + ΔW

ΔQ kivételével minden számot tudunk már:
ΔQ = ΔU - ΔW = 300J - (-200J)
Vagyis 500J a közölt hő.

----

Ez az előjel dolog mindig megzavar engem, biztos mást is. Ha nem mechanikusan akarunk a térfogati munka előjelével foglalkozni, akkor arra kell gondolni, hogy ha állandó nyomáson hőt közlünk a rendszerrel, akkor a gáz egyrészt melegszik, tehát nő a belső energiája, másrészt kitágul, tehát munkát végez, és ezt mindkettőt a közölt hő energiája kell hogy biztosítsa. Vagyis ΔQ és ΔW abszolút értékeit össze kell adni.
0