Аргон масою 20 г ізотермічно розширюються при температурі і виконують роботу
А = 1000 Дж.
У скільки разів змінився тиск газу при розширенні?

Ответ:

За законом Гей-Люссака-Шарля для ізотермічного розширення газу відношення об'єму до початкового тиску залишається постійним:

V/T = const

Тому з формули для виконаної роботи можна отримати:

A = PΔV = nRΔT

де P - початковий тиск, ΔV - зміна об'єму, n - кількість речовини газу, R - універсальна газова стала, ΔT - зміна температури.

Підставляємо дані:

A = 1000 Дж, n = m/M = 20/40 = 0.5 моль (M - молярна маса аргону), R = 8.31 Дж/(моль*К), T - температура не вказана.

З формули V/T = nR/P можна отримати вираз для об'єму:

V = nR(T/P)

Підставляємо цей вираз у формулу для виконаної роботи:

A = PΔV = P(nRΔT/P) = nRΔT

Отримуємо:

ΔT = A/nR = 1000/(0.5*8.31) ≈ 240 К

Зміна тиску при ізотермічному розширенні може бути знайдена за формулою:

PΔV = nRΔT

ΔV/V = ΔP/P

ΔP/P = ΔV/(nRΔT) = (1/2)/(0.5*8.31*240) ≈ 0.00012

Отже, тиск змінився на дуже малу величину, близьку до нуля.