Газ в количестве 4 моль сначала охлаждают при постоянном объеме так, что его давление...

Question

Газ в количестве 4 моль сначала охлаждают при постоянном объеме так, что его давление уменьшается от p_{1} =3р_{0} до p_{2} = p_{0}.Затем объём газа возрастает изобарно. Если температура газа в начальном и конечном состояниях одинакова и равна Т_{1} = T_{3} = 300 К, то совершённая газом работа равна:...

Answer 1

Когда газ охлаждали при постоянном объеме, работы не совершалось, т.к. газ совершает работу только в том случае, когда он расширяется или сжимается

потом объем газа изобарно повышают и работа уже, разумеется, совершается. численно она равна площади на графика под изобарой A = P ΔV, при этом это уравнение по закону Менделеева-Клапейрона можно переписать в виде: A = m R ΔT /M, при этом отношение массы вещества к его молярной массе - это количество вещества v, то есть: A = v R ΔT 

нам неизвестна начальная температура при изобарном процессе

так как сначала был изохорный процесс (постоянный объем), то действует закон Шарля: P1 / T1 = P2 / T2

у нас по условию: P1 = 3P0, T1 = 300K, P2 = P0, T2 -?

3P0 / 300 = P0 / T2, откуда T2 = 300 / 3 = 100 K

Тогда работа равна: A = v R (T3 - T2) = 4*8,31(300-100) = 6648 Дж