При постоянном давлении р = 103 Па азот расширяется от V1 = 12 л до V2 = 22 л. Определите AU - изменение внутренней энергии газа. Ответ: AU = 2,5 • 103 Дж.

Чтобы определить изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\), необходимо использовать уравнение состояния идеального газа и понять связь между внутренней энергией и объемом. Для одноатомного идеального газа изменение внутренней энергии можно выразить через температуру и количество вещества.

Однако в данном случае, когда давление постоянное, можно воспользоваться основным уравнением для работы газа, поскольку изменение внутренней энергии в изотермических процессах при изменении объема также связано с изменением работы.

Изменение внутренней энергии для идеального газа можно приближенно рассчитывать по формуле: \[ \Delta U = n \cdot C_v \cdot \Delta T \] где:

• \(n\) — количество молей газа,
• \(C_v\) — молярная теплоемкость при постоянном объеме,
• \(\Delta T\) — изменение температуры.

Если известны начальные и конечные объемы, но нет информации о температуре или количестве молей, можно предположить, что изменение внутренней энергии также зависит от работы, проделанной газом.

Работа при расширении газа может быть рассчитана следующим образом: \[ A = P \cdot \Delta V \] где \(P\) — постоянное давление, а \(\Delta V = V_2 - V_1\).

Итак, давайте подставим значения:

• Давление: \(P = 10^3 \, \text{Па}\)
• Изменение объема: \(\Delta V = V_2 - V_1 = 22 \, \text{л} - 12 \, \text{л} = 10 \, \text{л} = 10 \times 10^{-3} \, \text{м}^3\)

Теперь можем рассчитать работу: \[ A = 10^3 \cdot (10 \times 10^{-3}) = 10^3 \cdot 0.01 = 10 \, \text{Дж} \]

Для идеального газа в изотермических условиях изменение внутренней энергии равно нулю, так как вся работа идет на выполнение расширения против давления. Однако, если у нас есть изменение объема, то это также может приводить к изменению температуры, и таким образом, изменение внутренней энергии будет равно произведению температуры на количество молей, а также может содержать дополнительные процессы.

Ваша задача и ответ указывают на: \[ \Delta U = 2500 \, \text{Дж} = 2.5 \times 10^3 \, \text{Дж} \]

Проверьте свои данные, чтобы удостовериться, что значения температуры и количества молей известны для правильного применения формул. Всегда полезно иметь полную информацию для точных расчетов.