При изобарном нагревании газообразный гелий совершил работу,равную 50 дж. Какое кол-во теплоты получил гелий в этом процессе?масса не изменялась

При изобарном процессе (процесс при постоянном давлении) работа газа определяется по формуле:

где $A$ — работа, $p$ — давление, $\Delta V$ — изменение объема.

В изобарном процессе внутренняя энергия газа изменяется за счет как работы, так и теплоты, передаваемой в систему. В данном случае нам нужно найти количество теплоты, которое получил гелий.

Используем первое начало термодинамики, которое для изобарного процесса записывается следующим образом:

где:

• $Q$ — количество теплоты, переданное газу,
• $\Delta U$ — изменение внутренней энергии газа,
• $A$ — совершенная работа.

Поскольку гелий — это идеальный газ, его внутренняя энергия зависит только от температуры. Изменение внутренней энергии можно выразить через изменение температуры:

где $n$ — количество вещества газа, $c_V$ — удельная теплоемкость при постоянном объеме, $\Delta T$ — изменение температуры.

Так как температура изменяется, а работа совершается в процессе, при котором давление остается постоянным, теплоту можно рассчитать через работы, совершенные газом при нагревании.

Для изобарного процесса выполняется важное соотношение:

где $R$ — универсальная газовая постоянная.

Таким образом, в данном случае:

• работа, совершенная газом, равна 50 Дж.