Lors de la détente isotherme d'un gaz diatomique, ayant

Lors de l'expansion isotherme d'un gaz diatomique, son volume est passé de V1 = 2 m^3 à une pression P1 = 0,5 MPa à p2 = 0,4 MPa, après quoi le gaz a été comprimé de manière isobare jusqu'à son volume d'origine. Il est nécessaire de tracer un graphique du processus en coordonnées P-V et de montrer le travail du gaz dessus. Il faut également déterminer le travail effectué par le gaz et l'évolution de son énergie interne.

Pour résoudre le problème, nous utilisons la loi de Boyle-Mariotte pour un processus isotherme :

P1V1 = P2V2

où P1 et V1 sont la pression et le volume initiaux de gaz, P2 et V2 sont la pression et le volume finaux de gaz.

Tout d'abord, trouvons le volume final V2 :

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

Ensuite, en utilisant la loi de Gay-Lussac, on trouve le travail d'un gaz sous compression isobare :

A = n * R * ΔT

où n est la quantité de substance gazeuse, R est la constante universelle des gaz, ΔT est le changement de température du gaz.

Le processus étant isobare, la pression du gaz ne change pas, mais le volume diminue. Par conséquent, ΔT = 0 et le travail effectué par le gaz est nul.

Pour trouver l’évolution de l’énergie interne d’un gaz, on utilise la première loi de la thermodynamique :

ΔU = Q - A

où Q est la quantité de chaleur reçue ou dégagée par le gaz, A est le travail effectué par le gaz.

Puisque le processus est isotherme, alors ΔT = 0, et donc ΔU = 0, puisque la variation de l'énergie interne du gaz au cours d'un processus isotherme dépend uniquement de la quantité de chaleur reçue ou dégagée par le gaz.

Ainsi, le graphique du processus en coordonnées P-V affichera un processus d'expansion isotherme du point (P1, V1) au point (P2, V2), et le travail du gaz pendant ce processus est nul, et le changement de son énergie interne est également nul.

Description du produit numérique

Titre : « Expansion isotherme du gaz diatomique »

Catégorie : Éducation, sciences

Prix ​​: 50 roubles

Ce produit numérique présente un problème de physique détaillé impliquant la dilatation isotherme d'un gaz diatomique. Dans ce problème, il est nécessaire de calculer le travail effectué par le gaz et la variation de son énergie interne au cours du processus d'expansion isotherme et de compression isobare ultérieure jusqu'à son volume d'origine. Ce problème est destiné aux étudiants et aux enseignants qui étudient la physique et la thermodynamique.

Après l'achat, vous aurez accès à une solution détaillée du problème avec un bref enregistrement des conditions, formules et lois utilisées dans la solution, la dérivation de la formule de calcul et la réponse. Si vous avez des questions sur la solution, vous pouvez toujours contacter l'auteur du produit pour obtenir de l'aide.

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Ce produit présente un problème de physique détaillé impliquant la dilatation isotherme d'un gaz diatomique. Après l'achat, vous aurez accès à une solution détaillée au problème, qui comprend :

• Énoncé du problème : expansion isotherme d'un gaz diatomique avec un volume initial V1 = 2 m^3 et une pression P1 = 0,5 MPa jusqu'à une pression finale p2 = 0,4 MPa, suivie d'une compression isobare jusqu'au volume initial.
• Lois et formules utilisées : loi de Boyle-Mariotte pour un processus isotherme, loi de Gay-Lussac pour un processus isobare, première loi de la thermodynamique.
• Solution au problème : trouver le volume final de gaz, tracer un graphique du processus en coordonnées P-V, déterminer le travail effectué par le gaz et les modifications de son énergie interne.
• Réponse : le travail effectué par le gaz au cours de ce processus est nul, et la variation de son énergie interne est également nulle.

Ce produit est destiné aux étudiants et enseignants de physique et de thermodynamique qui souhaitent approfondir leurs connaissances et leur compréhension dans ce domaine. Si vous avez des questions sur la résolution d'un problème, vous pouvez toujours contacter l'auteur du produit pour obtenir de l'aide.

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Ce produit n'est pas un article physique et ne peut être décrit au sens traditionnel. Cependant, je peux aider à résoudre un problème impliquant la dilatation isotherme d'un gaz diatomique.

D'après les conditions problématiques, on sait que le volume initial de gaz V1 est égal à 2 m^3 et que la pression initiale P1 est égale à 0,5 MPa. Avec la détente isotherme du gaz, la pression diminue jusqu'à p2 = 0,4 MPa. Le gaz a ensuite été comprimé de manière isobare jusqu'à son volume initial.

Pour résoudre le problème, vous pouvez utiliser l'équation d'état des gaz parfaits :

pV = nRT,

où p est la pression du gaz, V est son volume, n est la quantité de substance gazeuse, R est la constante universelle du gaz, T est la température absolue du gaz.

Vous pouvez également utiliser la loi de Boyle-Mariotte pour un processus isotherme :

p1V1 = p2V2,

où p1 et V1 sont la pression et le volume initiaux du gaz, p2 et V2 sont la pression et le volume finaux du gaz.

A partir de la loi de Boyle-Marriott on peut exprimer le volume final de gaz :

V2 = (p1V1)/p2.

Le processus étant isotherme, la température du gaz ne change pas et l'équation du travail du gaz peut être utilisée :

A = nRTln(V2/V1),

où ln est le logarithme népérien.

La variation de l'énergie interne du gaz pour un processus isotherme peut être exprimée par la formule :

ΔU = 0,

puisque la température du gaz reste constante.

Ainsi, pour résoudre le problème, il faut calculer le volume final de gaz V2 à l'aide de la formule de Boyle-Mariotte, puis calculer le travail du gaz A à l'aide de la formule d'un processus isotherme.

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