20. Задача

Если в результате некоторого процесса газ получает из окружающей среды количество теплоты Q = 25 Дж, а внутренняя энергия газа уменьшается при этом на ΔU = 40 Дж, то газ в результате этого процесса совершил работу _____ Дж.

Решение:

Согласно первому началу термодинамики , количество сообщенной газу теплотыQ идет на увеличение внутренней энергии газа и на совершение газом работыA. При записи ответа учтен знак изменения внутренней энергии.

21. Задача

Если учитывать только поступательное и вращательное движение молекул газа, то при одинаковых температурах T отношение средних кинетических энергий молекул кислородаи гелиябудет равно …

Решение:

Согласно закону о равномерном распределении энергии по степеням свободы, средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа определяется соотношением , гдеk – постоянная Больцмана, i – число степеней свободы молекулы. Следовательно, отношение средних кинетических энергий молекул численно будет равно отношению их степеней свободы поступательного и вращательного движения. Молекула кислорода является двухатомной и имееттри степени свободы поступательного движения и две степени свободы вращательного движения. Молекула гелия является одноатомной и имеет толькотри степени свободы поступательного движения. Таким образом,