а) Когда масса поршня мала и трение при его передвижении тоже мало, то можно считать процесс изобарным, т.е. давление постоянно: - ΔU = n * Cv * ΔT, где n - количество вещества газа, Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме. - Так как Cv = R / (γ - 1) для одноатомного газа (как кислород), где γ = 1.4, а R - универсальная газовая постоянная Выразим количество вещества газа n через его массу: n = m / M, где M - молярная масса кислорода (M ≈ 32 г/моль) Подставим все значения в формулу для отработанной теплоты: ΔU = (m / M) * Cv * ΔT 6400 = (2 / 32) * (R / (γ - 1)) * 5 6400 = 0.0625 * R / (1.4 - 1) * 5 6400 = 0,125 * R / 0.4 * 5 6400 = 12,5 * R R = 512 Дж/(кг*К) Теперь найдем работу газа: W = P * V W = P * m * R * ΔT / M = 101325 * 2 * 512 * 5 / 32 ≈ 800 000 Дж Итак, количество теплоты, сообщенное газу в случае a) составляет около 800 000 Дж. б) При закреплении поршня газ совершает работу только за счет изменения его внутренней энергии (т.к. W = 0). Следовательно, количество теплоты, сообщенное газу в случае b) будет равно изменению его внутренней энергии: q = ΔU = 6400 Дж. Таким образом, во втором случае количество теплоты, сообщенное кислороду, составляет 6400 Дж.
