Водород занимает объем 10 м3 при давлении 0.1 Мпа. Его нагрели при постоянном объеме до давления 0.3 МПа. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную им, и теплоту, сообщенную газу.

Первый закон термодинамики Q=ΔU+A; Q - теплота, переданная газу;

ΔU - изменение внутренней энергии, A - работа газа;

В условии сказано, что нагревание было при постоянном объеме. Как мы знаем, газ совершает работу только тогда, когда расширяется. Значит A=0;

Q=ΔU+0=ΔU;

Изменение внутренней энергии вычисляется по формуле ΔU=5/2*v*R*ΔT (для двухатомного газа, для водорода)

PV=vRT - уравнение Клапейрона-Менделеева. Мы можем заменить vRΔT на ΔpV;

ΔU=5/2*Δp*V; ΔU=Q=5/2 * (0.3·10⁶-0.1·10⁶) * 10=5*10⁶ Дж=5 МДж

Ответ: ΔU=Q=5 МДж; A=0