Для решения задачи используем уравнение состояния идеального газа и принципы термодинамики.
Мы знаем, что при совершении работы газом в цикле можно использовать уравнение:
[ W = n \cdot R \cdot \Delta T ]
где:
- ( W ) — работа газа (в данном случае 17 кДж = 17000 Дж),
- ( n ) — количество вещества газа (в молях),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (приблизительно равна 8,314 Дж/(моль·К)),
- ( \Delta T ) — изменение температуры газа.
Шаг 1: Определим изменение температуры ( \Delta T )
Поскольку у нас есть температуры ( T_1 ) и ( T_4 ), мы можем найти общее изменение температуры за цикл. Значение ( T_1 = 292 , \text{К} ) и ( T_4 = 386 , \text{К} ).
Изменение температуры можно вычислить как:
[ \Delta T = T_4 - T_1 = 386 , \text{К} - 292 , \text{К} = 94 , \text{К} ]
Шаг 2: Подставим известные значения в уравнение
Теперь подставим значения в уравнение для работы:
[ W = n \cdot R \cdot \Delta T ]
[ 17000 = n \cdot 8,314 \cdot 94 ]
Шаг 3: Найдем величину ( n )
Теперь решим это уравнение для ( n ):
[ n = \frac{17000}{8,314 \cdot 94} ]
Посчитаем значение в правой части:
Сначала умножим ( R ) на ( \Delta T ):
[ 8,314 \cdot 94 \approx 7814,996 ]
Теперь подставим в уравнение:
[ n \approx \frac{17000}{7814,996} \approx 2,177 ]
Шаг 4: Округлим до целых
Теперь округлим найденное значение ( n ) до целых чисел:
[ n \approx 2 ]
Таким образом, количество вещества одноатомного идеального газа, которое совершает работу 17 кДж за цикл, составляет 2 моля.