Всосуде находится 0, 1 моля трехатомного газа при температуре 300 к. сначала газ адиабатически расширился в 8 раз, а затем изотермически вернулся к первоначальному объему. найти теплоту, полученную газом в этих процессах.

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся определенные законы газовой термодинамики.

Первый закон газовой термодинамики (закон сохранения энергии) утверждает, что изменение внутренней энергии газа равно сумме работы, совершенной над газом и теплоты, полученной газом.

Теперь рассмотрим каждый процесс по отдельности.

1. Адиабатическое расширение:
В адиабатическом процессе отсутствует обмен теплом с окружающей средой, поэтому изменение внутренней энергии газа будет только равно работе над газом.

Известно, что газ расширился в 8 раз, поэтому объем в итоге будет в 8 раз больше и составит 8 * 0,1 моля = 0,8 моля. Работа, совершенная газом, равна произведению давления на изменение объема:

Работа = P * ΔV
Так как газ является трехатомным, его степень свободы составляет f = 3. Используем уравнение адиабаты:

PV^(γ) = const,

где P - давление, V - объем и γ - показатель адиабаты. Для трехатомного газа γ = 5/3.

Мы знаем, что V1 = 0,1 моля и V2 = 0,8 моля. Используя уравнение адиабаты, мы можем найти P1 и P2:

P1 * V1^(γ) = P2 * V2^(γ)

P1 * (0,1)^(5/3) = P2 * (0,8)^(5/3)

P1 = P2 * (0,8/0,1)^(5/3)

Теперь мы можем рассчитать работу:

Работа = P2 * ΔV = P2 * (0,8 - 0,1) = P2 * 0,7

2. Изотермическое сжатие:
В изотермическом процессе температура газа остается постоянной. Поэтому изменение внутренней энергии газа равно нулю, и вся совершенная работа превращается в теплоту.

Газ вернулся к исходному объему, поэтому его объем равен 0,1 моля. Работа, совершенная над газом, равна:

P * ΔV = P * (0,1 - 0,8) = P * (-0,7)

Так как весь энергетический выход оказывается теплотой, можно записать:

Теплота = -Работа = -P * ΔV = -P * (-0,7) = P * 0,7

Теперь у нас есть две работы: работа в адиабатическом процессе и работа в изотермическом процессе. Чтобы найти общую теплоту, полученную газом в этих процессах, нужно их просуммировать:

Общая теплота = Работа в адиабатическом процессе + Работа в изотермическом процессе

Общая теплота = P2 * 0,7 + P * 0,7

Мы не знаем конечные давления P1 и P2, но мы знаем их отношение:

P1 = P2 * (0,8/0,1)^(5/3)

Теперь мы можем выразить P2 через P1 и подставить в формулу для общей теплоты:

Общая теплота = P * (0,8/0,1)^(5/3) * 0,7 + P * 0,7

Общая теплота = P * (0,8/0,1)^(5/3) * 0,7 * (1 + (0,8/0,1)^(5/3))

Таким образом, чтобы найти общую теплоту, нам нужно знать значение давления P газа. Если дано значение давления P, мы можем использовать это выражение для расчета общей теплоты, полученной газом в этих процессах.