Номер 2, страница 272 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 55. Внутренняя энергия. 10. Термодинамика. Молекулярная физика - номер 2, страница 272.
№2 (с. 272)
Условие. №2 (с. 272)
скриншот условия

2. Найдите изменение внутренней энергии гелия при его изобарном расширении от начального объёма 10 л до конечного 15 л. Давление газа $10^4$ Па.
Решение. №2 (с. 272)
Дано:
Газ - гелий (He)
Процесс - изобарное расширение ($P = \text{const}$)
Начальный объем, $V_1 = 10 \text{ л}$
Конечный объем, $V_2 = 15 \text{ л}$
Давление, $P = 10^4 \text{ Па}$
Перевод в систему СИ:
$V_1 = 10 \text{ л} = 10 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.01 \text{ м}^3$
$V_2 = 15 \text{ л} = 15 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.015 \text{ м}^3$
Найти:
$\Delta U$ - ?
Решение:
Изменение внутренней энергии идеального газа вычисляется по формуле:
$\Delta U = \frac{i}{2} \nu R \Delta T$,
где $i$ – число степеней свободы молекул газа, $\nu$ – количество вещества, $R$ – универсальная газовая постоянная, а $\Delta T$ – изменение абсолютной температуры газа.
Из уравнения состояния идеального газа (уравнения Менделеева-Клапейрона) $PV = \nu RT$, можно выразить $\nu R \Delta T$ через изменение макроскопических параметров состояния газа (давления и объёма):
$\nu R \Delta T = \Delta(PV)$
Тогда формула для изменения внутренней энергии примет вид:
$\Delta U = \frac{i}{2} \Delta(PV)$
По условию задачи, расширение гелия происходит изобарно, то есть при постоянном давлении ($P = \text{const}$). В этом случае $\Delta(PV) = P \Delta V = P(V_2 - V_1)$.
Следовательно, формула для расчета изменения внутренней энергии упрощается:
$\Delta U = \frac{i}{2} P (V_2 - V_1)$
Гелий (He) – это инертный, одноатомный газ. Для одноатомного идеального газа число степеней свободы $i=3$.
Теперь подставим числовые значения в полученную формулу:
$\Delta U = \frac{3}{2} \cdot 10^4 \text{ Па} \cdot (0.015 \text{ м}^3 - 0.01 \text{ м}^3)$
$\Delta U = \frac{3}{2} \cdot 10^4 \cdot 0.005 \text{ Дж}$
$\Delta U = 1.5 \cdot 10^4 \cdot 5 \cdot 10^{-3} \text{ Дж} = 7.5 \cdot 10^{4-3} \text{ Дж} = 7.5 \cdot 10^1 \text{ Дж} = 75 \text{ Дж}$
Ответ: изменение внутренней энергии гелия составляет $75 \text{ Дж}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 2 расположенного на странице 272 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №2 (с. 272), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.