Gaz monoatomique sous pression 0,3 MPa, iso

Le gaz monoatomique se dilate de manière isobare à partir d'un volume de 2 à 7 dm³ à une pression de 0,3 MPa.

Il faut déterminer :

1. travaux effectués au gaz;
2. augmentation de l'énergie interne;
3. quantité de chaleur fournie.

Pour résoudre le problème, vous devez utiliser les formules :

• Travaux effectués au gaz : A = pΔV, Où p - Pression du gaz, ΔV - changement de volume de gaz.
• Incrément d’énergie interne : ΔU = Q - A, Où Q - quantité de chaleur fournie.

En substituant les données de la condition, nous obtenons :

• A = 0,3 MPa × (7 dm³ - 2 dm³) = 1,5 J ;
• ΔU = Q - A, donc, Q = ΔU + À. Trouver ΔU, il est nécessaire de connaître les températures initiale et finale du gaz, ce qui n'est pas indiqué dans l'énoncé du problème.

Description du produit numérique

Nom d'article: gaz monoatomique

Prix ​​: vérifier sur le site

Description:

Le produit numérique "Monatomic Gas" est un logiciel permettant de calculer les paramètres des processus associés à la dilatation isochore et isobare d'un gaz monoatomique. Avec ce produit, vous pouvez calculer le travail effectué par le gaz, l'augmentation de l'énergie interne et la quantité de chaleur fournie dans des conditions données.

Caractéristiques:

• Langue de l'interface : anglais
• Configuration système requise : Windows 7 ou supérieur, processeur 64 bits
• Taille du fichier : 10 Mo

Le téléchargement d'un produit numérique est possible après avoir passé commande et payé sur le site Internet du magasin de produits numériques.

Un gaz monoatomique sous une pression de 0,3 MPa se dilate de manière isobare à partir d'un volume de 2 à 7 dm^3. Pour résoudre le problème, il est nécessaire d'utiliser la formule de calcul du travail effectué par le gaz : A = pΔV, où p est la pression du gaz, ΔV est la variation du volume du gaz. En remplaçant les données de la condition, nous obtenons : A = 0,3 MPa × (7 dm^3 - 2 dm^3) = 1,5 J.

Pour calculer l'augmentation de l'énergie interne, il est nécessaire de connaître les températures initiale et finale du gaz, ce qui n'est pas indiqué dans l'énoncé du problème, cette valeur ne peut donc pas être déterminée.

Pour calculer la quantité de chaleur fournie, vous pouvez utiliser la formule ΔU = Q - A, où Q est la quantité de chaleur fournie. En substituant la valeur de travail résultante A = 1,5 J, nous obtenons : Q = ΔU + A. Puisque la valeur de ΔU est inconnue, la quantité de chaleur fournie Q est également impossible à déterminer.

Cependant, pour calculer ces valeurs, vous pouvez utiliser le logiciel Monatomic Gas, qui permet de calculer les paramètres des processus associés à la dilatation isochore et isobare d'un gaz monoatomique, y compris le travail effectué par le gaz, l'incrément d'énergie interne et la quantité de chaleur fournie dans des conditions données.

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Le produit décrit est un gaz monoatomique, qui est sous une pression de 0,3 MPa et se dilate de manière isobare d'un volume de 2 à un volume de 7 dm^3. Pour ce gaz, il faut déterminer le travail effectué, l'incrément d'énergie interne et la quantité de chaleur fournie.

Pour résoudre ce problème, il faut utiliser la loi de Guy-Lussac, qui stipule que dans un processus isobare, la pression d'un gaz est proportionnelle à sa température. Il est également nécessaire d’utiliser l’équation d’état des gaz parfaits, qui relie la pression, le volume, la température et la quantité de substance gazeuse.

Selon la mission, la pression du gaz est constante et égale à 0,3 MPa, on peut donc appliquer la formule du travail effectué par le gaz lors d'un processus isobare :

A = p * ΔV,

où A est le travail effectué par le gaz, p est la pression du gaz, ΔV est la variation du volume du gaz.

En remplaçant les valeurs connues, on obtient :

A = 0,3 MPa * (7 dm^3 - 2 dm^3) = 1,5 MPa * dm^3.

Il faut maintenant déterminer l’augmentation de l’énergie interne du gaz. Selon la première loi de la thermodynamique, l'incrément d'énergie interne est égal à la différence entre le travail parfait du gaz et la quantité de chaleur fournie :

ΔU = A - Q,

où ΔU est l'incrément d'énergie interne, Q est la quantité de chaleur fournie.

Selon les conditions du problème, le gaz est idéal, vous pouvez donc utiliser l'équation d'état des gaz parfaits pour déterminer la température du gaz avant et après le processus. Puisque la pression est constante, le volume a augmenté et la température du gaz a également augmenté. De l’équation d’état d’un gaz parfait il résulte :

pV = nRT,

où n est la quantité de substance gazeuse, R est la constante universelle des gaz.

Puisque la quantité de substance dans le gaz reste inchangée, on peut écrire :

p1V1/T1 = p2V2/T2,

où p1 et T1 sont la pression et la température du gaz avant le processus, p2 et T2 sont la pression et la température du gaz après le processus.

Exprimons T1 et T2 :

T1 = p1V1/(nR),

T2 = p2V2/(nR).

En remplaçant les valeurs connues, on obtient :

T1 = 0,3 MPa * 2 dm^3/(nR),

T2 = 0,3 MPa * 7 dm^3/(nR).

La différence entre T2 et T1 sera égale à l'incrément de température du gaz :

ΔT = T2 - T1 = 0,3 MPa * (7 dm^3 - 2 dm^3)/(nR) - 0,3 MPa * 2 dm^3/(nR).

La quantité de chaleur fournie peut maintenant être déterminée à l’aide de l’équation d’état des gaz parfaits et de l’équation de variation de l’énergie interne. Pour un gaz parfait, les relations suivantes sont vraies :

ΔU = Cv * ΔT,

Q = ΔU + A,

où Cv est la capacité thermique molaire à volume constant.

La capacité thermique molaire à volume constant pour un gaz monoatomique est de 3/2 * R, donc :

ΔU = 3/2 * nR * ΔT,

Q = ΔU + A = 3/2 * nR * ΔT + 1,5 MPa * dm^3.

En remplaçant les valeurs connues, on obtient :

ΔU = 3/2 * nR * [0,3 MPa * (7 dm^3 - 2 dm^3)/(nR) - 0,3 MPa * 2 dm^3/(nR)] = 3/2 * 0,3 MPa * 5 dm^3 = 2,25 MPa * dm^3,

Q = ΔU + A = 2,25 MPa * dm^3 + 1,5 MPa * dm^3 = 3,75 MPa * dm^3.

Ainsi, le travail parfait du gaz est de 1,5 MPa * dm^3, l'incrément d'énergie interne est de 2,25 MPa * dm^3 et la quantité de chaleur fournie est de 3,75 MPa * dm^3.

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