Газ в цилиндре с подвижным поршнем был нагрет на 100 °С, что привело к увеличению объема газа на 50%. При этом давление газа оставалось постоянным. Какую работу совершил газ, если его начальный объем составлял 0,02 м³, а давление равно 200 кПа?
Физика 11 класс Работа газа в термодинамике газ в цилиндре подвижный поршень работа газа увеличение объема давление газа физика 11 класс термодинамика формула работы начальный объем давление 200 кПа
Для решения задачи нам нужно использовать формулу для работы, совершаемой газом при постоянном давлении. Эта работа рассчитывается по следующей формуле:
W = P * ΔVгде:
Теперь давайте найдем изменение объема газа (ΔV). Начальный объем газа (V1) составляет 0,02 м³. По условию задачи, объем увеличился на 50%. Рассчитаем конечный объем (V2):
V2 = V1 + 0,5 * V1Подставим значение начального объема:
V2 = 0,02 м³ + 0,5 * 0,02 м³ V2 = 0,02 м³ + 0,01 м³ V2 = 0,03 м³Теперь найдем изменение объема:
ΔV = V2 - V1 ΔV = 0,03 м³ - 0,02 м³ ΔV = 0,01 м³Теперь у нас есть все необходимые данные. Давление газа (P) равно 200 кПа, что в системах СИ переводится в паскали:
P = 200 кПа = 200000 ПаТеперь подставим все значения в формулу для работы:
W = P * ΔV W = 200000 Па * 0,01 м³ W = 2000 ДжТаким образом, работа, совершенная газом, составляет 2000 Дж (джоулей).