Bei der isothermen Expansion eines zweiatomigen Gases mit

Bei der isothermen Expansion eines zweiatomigen Gases änderte sich sein Volumen von V1 = 2 m^3 bei einem Druck P1 = 0,5 MPa auf p2 = 0,4 MPa, woraufhin das Gas isobar auf sein ursprüngliches Volumen komprimiert wurde. Es ist notwendig, ein Diagramm des Prozesses in P-V-Koordinaten zu zeichnen und die Arbeit des Gases darauf darzustellen. Außerdem ist es notwendig, die vom Gas geleistete Arbeit und die Änderung seiner inneren Energie zu bestimmen.

Um das Problem zu lösen, verwenden wir das Boyle-Mariotte-Gesetz für einen isothermen Prozess:

P1V1 = P2V2

Dabei sind P1 und V1 der anfängliche Druck und das anfängliche Gasvolumen, P2 und V2 der endgültige Druck und das endgültige Gasvolumen.

Suchen wir zunächst nach dem endgültigen Band V2:

V2 = (P1 * V1) / P2 = (0,5 MPa * 2 m^3) / 0,4 MPa = 2,5 m^3

Als nächstes ermitteln wir gemäß dem Gay-Lussac-Gesetz die Arbeit eines Gases unter isobarer Kompression:

A = n * R * ΔT

Dabei ist n die Menge der Gassubstanz, R die universelle Gaskonstante und ΔT die Änderung der Gastemperatur.

Da der Prozess isobar ist, ändert sich der Gasdruck nicht, aber das Volumen nimmt ab. Daher ist ΔT = 0 und die vom Gas geleistete Arbeit ist Null.

Um die Änderung der inneren Energie eines Gases zu ermitteln, verwenden wir den ersten Hauptsatz der Thermodynamik:

ΔU = Q - A

Dabei ist Q die vom Gas aufgenommene oder abgegebene Wärmemenge und A die vom Gas geleistete Arbeit.

Da der Prozess isotherm ist, gilt ΔT = 0 und damit ΔU = 0, da die Änderung der inneren Energie des Gases während eines isothermen Prozesses nur von der vom Gas aufgenommenen oder abgegebenen Wärmemenge abhängt.

Somit zeigt das Prozessdiagramm in P-V-Koordinaten einen isothermen Expansionsprozess von Punkt (P1, V1) zu Punkt (P2, V2) an, und die Arbeit des Gases während dieses Prozesses ist Null und die Änderung seiner inneren Energie ist auch Null.

Beschreibung des digitalen Produkts

Titel: „Isotherme Expansion von zweiatomigem Gas“

Kategorie: Bildung, Wissenschaft

Preis: 50 Rubel

Dieses digitale Produkt stellt ein detailliertes physikalisches Problem dar, bei dem es um die isotherme Expansion eines zweiatomigen Gases geht. Bei diesem Problem ist es notwendig, die vom Gas geleistete Arbeit und die Änderung seiner inneren Energie während des Prozesses der isothermen Expansion und der anschließenden isobaren Kompression auf sein ursprüngliches Volumen zu berechnen. Diese Aufgabe richtet sich an Studierende und Lehrende, die Physik und Thermodynamik studieren.

Nach dem Kauf erhalten Sie Zugriff auf eine detaillierte Lösung des Problems mit einer kurzen Aufzeichnung der in der Lösung verwendeten Bedingungen, Formeln und Gesetze, der Herleitung der Berechnungsformel und der Antwort. Wenn Sie Fragen zur Lösung haben, können Sie sich jederzeit an den Autor des Produkts wenden, um Hilfe zu erhalten.

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Dieses Produkt stellt ein detailliertes physikalisches Problem dar, bei dem es um die isotherme Expansion eines zweiatomigen Gases geht. Nach dem Kauf erhalten Sie Zugriff auf eine detaillierte Lösung des Problems, die Folgendes umfasst:

• Problemstellung: isotherme Expansion eines zweiatomigen Gases mit einem Anfangsvolumen V1 = 2 m^3 und einem Druck P1 = 0,5 MPa auf einen Enddruck p2 = 0,4 MPa, gefolgt von isobarer Kompression auf das Anfangsvolumen.
• Verwendete Gesetze und Formeln: Boyle-Mariotte-Gesetz für einen isothermen Prozess, Gay-Lussac-Gesetz für einen isobaren Prozess, erster Hauptsatz der Thermodynamik.
• Lösung des Problems: Ermitteln des endgültigen Gasvolumens, Zeichnen eines Diagramms des Prozesses in P-V-Koordinaten, Bestimmen der vom Gas geleisteten Arbeit und Änderungen seiner inneren Energie.
• Antwort: Die Arbeit, die das Gas bei diesem Prozess verrichtet, ist Null und die Änderung seiner inneren Energie ist ebenfalls Null.

Dieses Produkt richtet sich an Studierende und Lehrende der Physik und Thermodynamik, die ihr Wissen und Verständnis auf diesem Gebiet vertiefen möchten. Wenn Sie Fragen zur Lösung eines Problems haben, können Sie sich jederzeit an den Autor des Produkts wenden, um Hilfe zu erhalten.

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Dieses Produkt ist kein physischer Artikel und kann nicht im herkömmlichen Sinne beschrieben werden. Ich kann jedoch bei einem Problem helfen, bei dem es um die isotherme Expansion eines zweiatomigen Gases geht.

Aus den Bedingungen des Problems ist bekannt, dass das anfängliche Gasvolumen V1 2 m^3 und der anfängliche Druck P1 0,5 MPa beträgt. Bei isothermer Expansion des Gases sank der Druck auf p2 = 0,4 MPa. Anschließend wurde das Gas isobar auf sein Ausgangsvolumen komprimiert.

Um das Problem zu lösen, können Sie die ideale Gaszustandsgleichung verwenden:

pV = nRT,

Dabei ist p der Gasdruck, V sein Volumen, n die Menge der Gassubstanz, R die universelle Gaskonstante und T die absolute Temperatur des Gases.

Sie können das Boyle-Mariotte-Gesetz auch für einen isothermen Prozess verwenden:

p1V1 = p2V2,

Dabei sind p1 und V1 der Anfangsdruck und das Anfangsvolumen des Gases, p2 und V2 der Enddruck und das Endvolumen des Gases.

Aus dem Boyle-Marriott-Gesetz können wir das endgültige Gasvolumen ausdrücken:

V2 = (p1V1)/p2.

Da der Prozess isotherm ist, ändert sich die Temperatur des Gases nicht und die Gleichung für die Arbeit des Gases kann verwendet werden:

A = nRT ln(V2/V1),

wobei ln der natürliche Logarithmus ist.

Die Änderung der inneren Energie eines Gases für einen isothermen Prozess kann durch die Formel ausgedrückt werden:

ΔU = 0,

da die Gastemperatur konstant bleibt.

Um das Problem zu lösen, müssen Sie also das Endvolumen von Gas V2 mithilfe der Boyle-Mariotte-Formel berechnen und dann die Arbeit von Gas A mithilfe der Formel für einen isothermen Prozess berechnen.

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