DANE:
SZUKANE:
WZÓR:
Wyznaczamy pracę siły zewnętrznej:
Wyznaczamy zmianę energii wewnętrznej:
Wyznaczamy ciepło wymienione z otoczeniem:
Wykonaną pracę
wyznacz jako pole pod wykresem przedstawione przemiany. Zauważ, że w tym przypadku jest trapez, którego podstawy mają długości
, a wysokością jest różnica objętości
. Ponieważ objętość gazu rośnie, to gaz wykonuje pracę, czyli praca siły zewnętrznej
jest ujemna.
Przyrost energii wewnętrznej oblicz ze wzoru
, gdzie
– liczba moli gazu,
– ciepło molowe w przemianie izochorycznej (jest równe
),
– różnica temperatur w stanach 1 i 2. Zauważ, że skoro gaz jest jednoatomowy, to liczba jego stopni swobody wynosi
. Temperatury w każdym stanie wyznacz, korzystając z równania Clapeyrona
, gdzie
-stała gazowa.
Ciepło wymienione z otoczeniem
oblicz na podstawie pierwszej zasady termodynamiki, która mówi, że zmiana energii wewnętrznej układu jest równa sumie ciepła wymienionego z otoczeniem i pracy wykonanej nad nim przez siłę zewnętrzną.