Работа при изменение на обема на газ
Газът извършва работа, когато обемът му се изменя. Когато се разширява, той избутва буталото и работата му е положителна; когато се свива, работата му е отрицателна; при постоянен обем работа няма. При постоянно налягане работата е A = pΔV. На графика на налягането спрямо обема работата е равна на площта под графиката.
Какво да запомним
- A = pΔV при постоянно налягане.
- Разширяване: A > 0; свиване: A < 0; V = const: A = 0.
- 1 L = 10−3 m3.
- Работата е площта под графиката в координати (p, V).
Пример
При 100 kPa обемът расте от 2 L на 5 L: A = 105·3·10−3 = 300 J.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Кога газът извършва положителна работа?
- Когато се разширява
- Когато се свива
- Когато обемът му е постоянен
- Никога
Отговор: Когато се разширява
При разширение газът бута буталото по посоката на силата, с която действа, и работата е положителна.
Коя формула дава работата на газ при постоянно налягане?
- A = p/ΔV
- A = pV2
- A = ΔV/p
- A = pΔV
Отговор: A = pΔV
A = Fs = pSs = pΔV.
Газ при постоянно налягане 100 kPa се разширява от 2 L до 5 L. Каква работа извършва?
- 3 J
- 300 kJ
- 300 J
- 700 J
Отговор: 300 J
ΔV = 3 L = 0,003 m3, A = 100 000·0,003 = 300 J.
Газ при постоянно налягане 3·105 Pa извършва работа 1,5 kJ. С колко се е увеличил обемът му?
- 0,5 L
- 5 L
- 50 L
- 450 L
Отговор: 5 L
ΔV = A/p = 1500 : 300 000 = 0,005 m3 = 5 L.
Газ в цилиндър е при налягане 2·105 Pa. Буталото има площ 0,02 m2 и се премества с 10 cm при постоянно налягане. Каква работа извършва газът?
- 40 J
- 400 J
- 4000 J
- 4 J
Отговор: 400 J
F = pS = 200 000·0,02 = 4000 N, A = Fs = 4000·0,1 = 400 J.
Каква работа извършва газ, чийто обем не се изменя?
- Положителна
- Отрицателна
- Нулева
- Винаги 1 J
Отговор: Нулева
Работата на газа е A = pΔV. При ΔV = 0 работата е нула.
Газ в цилиндър се свива. Каква е работата, извършена от газа?
- Положителна
- Нулева
- Зависи само от температурата
- Отрицателна
Отговор: Отрицателна
При свиване ΔV < 0, затова работата на газа е отрицателна (работа се извършва над газа).
Как се изобразява работата на газа на графика на налягането спрямо обема (p, V)?
- С наклона на графиката
- С площта под графиката
- С височината на най-високата точка
- С дължината на графиката
Отговор: С площта под графиката
При постоянно налягане A = pΔV, което е площта на правоъгълник под графиката. Така е и в общия случай.
Газ при постоянно налягане 200 kPa се свива от 8 L до 3 L. Каква работа извършва газът?
- 1000 J
- −1600 J
- −1000 J
- 600 J
Отговор: −1000 J
ΔV = 3 − 8 = −5 L = −5·10−3 m3, A = pΔV = 2·105 · (−5·10−3) = −1000 J.
Газ при постоянно налягане извършва работа 600 J, а обемът му нараства от 1 L до 4 L. Какво е налягането?
- 200 kPa
- 150 kPa
- 600 kPa
- 20 kPa
Отговор: 200 kPa
ΔV = 3 L = 3·10−3 m3, p = A/ΔV = 600/0,003 = 200 000 Pa = 200 kPa.
В каква единица се измерва работата на газа?
- Паскал
- Джаул
- Келвин
- Литър
Отговор: Джаул
Работата на газа е механична работа и се измерва в джаули.
Колко m3 е 1 L?
- 10−3 m3
- 103 m3
- 1 m3
- 10−6 m3
Отговор: 10−3 m3
1 L = 1 dm3 = 0,001 m3.
Газ при 50 kPa се разширява изобарно с 4 L. Каква работа извършва?
- 200 kJ
- 12,5 J
- 200 J
- 2000 J
Отговор: 200 J
A = pΔV = 5·104 · 4·10−3 = 200 J.
Газ се свива при постоянно налягане. Каква е работата на външните сили върху газа?
- Отрицателна
- Нула
- Безкрайна
- Положителна
Отговор: Положителна
При свиване газът извършва отрицателна работа, а външните сили върху него положителна.
Газ извършва 800 J работа при 400 kPa. С колко литра се е увеличил обемът?
- 0,5 L
- 2 L
- 20 L
- 0,2 L
Отговор: 2 L
ΔV = A/p = 800/400 000 = 0,002 m3 = 2 L.