Количество теплоты
Азот (ν = 3 моль) расширяется в вакуум, в результате чего объем газа увеличивается от V1 = 1 л до V2 = 5 л. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить газу, чтобы его температура осталась неизменной? Поправку a принять равной 0,135 Н.м4/моль2. Я даже не могу найти подход к этой задаче.
Личное сообщение
при расширении в вакуум газ работы не совершает. следовательно, закон сохранения энергии для выполнения условия задачи (неизменность температуры) примет вид
Q = ΔU, где ΔU - изменение внутренней энергии газа.
Q = 5vRΔT/2 по определению внутренней энергии.
из условия задачи видно, что азот считается реальным газом, то есть для него работает уравнение Ван-дер-Ваальса, которое представляет из себя уравнение состояние с двумя поправками - a и b. так как нам дана лишь поправка a, то поправкой b можно пренебречь и записать соотношение вида
pV + av2/V = vRT
так как в вакууме внешнее давление, как и давление газа, p = 0, то уравнение еще упрощается
vRT = av2/V
тогда vRΔT = av2/V1 - av2/V2
тогда Q = 5(av2/V1 - av2/V2)/2 = 2430 Дж