Получает и диссоциирует

Давление газа под поршнем постоянно. Учтите, что при диссоциации энергия связи переходит в энергию теплового движения атомов с обратным знаком, а температура остаётся равной \(T_0\).

После полной диссоциации двухатомного газа количество вещества в сосуде увеличится в два раза, следовательно при постоянном давлении в два раза увеличится объём. Выбрать следует столбец номер 4.

Потенциальная энергия химической связи в двухатомной молекуле меньше нуля и по абсолютной величине равна \(W_0\), поэтому после диссоциации одной двухатомной молекулы суммарная энергия двух атомов оказывается больше энергии молекулы на величину \(\Delta E\), удовлетворяющую соотношению \[\Delta E = 2\cdot\frac{3kT_0}{2} - \frac{5kT_0}{2} + W_0 = \frac{3kT_0}{2}.\] Таким образом, изменение внутренней энергии газа в сосуде после полной диссоциации молекул на атомы оказывается равно \(\Delta U = \dfrac32 \nu R T_0\), где \(\nu\) — начальное количество двухатомного газа. Учитывая, что газ также совершает работу, равную \(A = p_0 V_0\), для количества теплоты из первого начала термодинамики имеем равенство \[Q = \frac32 \nu R T_0 + p_0 V_0 = \frac52 p_0 V_0 = 250\text{ Дж}.\] Численный ответ совпадает со значением, стоящим в столбце номер 4.