Внутренняя энергия реального газа

Задача 6. В цилиндре находится газ, удерживаемый подвижным поршнем. Начальный объем V 0, начальное значение давления равно атмосферному PA»105Па. Температура газа и окружающей среды равна 300°К. Газ медленно сжимают поршнем. Из-за контакта с тепловым резервуаром температура поддерживается постоянной.
а) Как изменяется среднее расстояние между молекулами? Что можно сказать о внутренней энергии газа (в сравнении с внутренней энергией идеального газа при тех же параметрах состояния)?
б) Как изменяется внутренняя энергия газа при его сжатии?

Работа

Задача 7. Разреженный газ, находящийся в адиабатической оболочке, сжали, совершив при этом работу 0,1 Дж.
а) На сколько увеличилась температура газа, если его количество в цилиндре равно 1 молю?
б) Каков молекулярный механизм повышения температуры газа при его сжатии?

Задача 8 [ C5.6.10 ]. Объем газа увеличился в два раза, один раз изотермически, другой раз изобарически. В каком из этих двух случаев газ совершил большую работу, если процесс в обоих случаях начинался из одного и того же состояния? Во сколько раз?

Задача 9. На рисунке график зависимости дав­ления газа от объема. Графически найдите работу газа при расширении от 2 до 6 л.

Задача 10. [C5.6.20]. Сжатый воздух поступает в цилиндр пневматического двигателя из магистрали постоянного давления при температуре Т1. Затем доступ воздуха в цилиндр из магистрали перекрывается. Оказавшийся в цилиндре воздух продолжает двигать поршень, расширяясь без теплообмена, пока давление упадет до атмосферного, а температура – до Т2. Затем поршень движется назад и через открывшийся клапан вытесняет весь воздух из цилиндра. После этого весь цикл повторяется. Найдите работу двигателя при расходе им n молей сжатого воздуха.

Задача 11. Сжатие воздуха в воздушном огниве можно считать приблизительно адиабатическим процессом. Определите работу, совершаемую над воздухом при сжатии от 32 до 1 см3. Уравнение адиабаты для воздуха PV7/5=const. Начальные давление и температура воздуха 105Па и 300 К соответственно.

Задача 12. Работу, совершаемую гелием при адиабатическом расширении из задачи 2, вычислите двумя способами: 1) используйте первое начало термодинамики; 2) на графике зависимости P(V) ось объемов разбейте на малые отрезки DV работу по сжатию на каждом участке вычислите как площадь трапеции и затем все малые работы сложите. Сравните полученные результаты.

Задача 13. Воздух, занимающий объем 2 л при давлении 105Па, изотермически расширился до 10 л.
а) Приближенно определите работу, совершаемую воздухом, методом трапеций (см. указание к задаче).
б) Вычислите работу, совершаемую воздухом, воспользовавшись точной формулой.

Задача 14. Газ, занимавший объем 2 л при давлении 105Па, расширился изотермически до 4 литров. После этого, охлаждая газ изохорически, уменьшим его давление в 2 раза. Далее газ изобарически расширили до 8 л. Начертите график зависимости давления от объема. Найдите работу, совершаемую газом.