1. При изотермическом сжатии внутренняя энергия идеального газа не меняется, потому что U =3*m*R*T/2*M Если не менять T, то ΔT=0 внутренняя энергия не меняется, ΔU=0 2.При изобарном нагревании p=const T1<T2 ΔT>0 ΔU>0 внутренняя энергия увеличивается. 3. При изохорном охлаждении V=const T1>T2 ΔT<0 ΔU<0 внутренняя энергия уменьшается. 4.Так как работа внешних сил при сжатии положительна, внутренняя энергия газа при адиабатном сжатии увеличивается, его температура повышается. При адиабатном расширении газ совершает работу A' за счет уменьшения своей внутренней энергии.
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин
2.При изобарном нагревании p=const
T1<T2 ΔT>0 ΔU>0 внутренняя энергия увеличивается.
3. При изохорном охлаждении V=const T1>T2 ΔT<0 ΔU<0 внутренняя энергия уменьшается.
4.Так как работа внешних сил при сжатии положительна, внутренняя энергия газа при адиабатном сжатии увеличивается, его температура повышается. При адиабатном расширении газ совершает работу A' за счет уменьшения своей внутренней энергии.