Какая масса гелия потребовалась для нагревания его на 16 к при постоянном давлении, если было передано 8310 единиц

Содержание: Тепловой эффект

Пояснение:
Для решения этой задачи мы будем использовать формулу, связывающую изменение теплоты, массу вещества и изменение температуры гелия при постоянном давлении. Эта формула известна как формула теплового эффекта:
$$q = mc\Delta T$$
где:
- q - изменение теплоты;
- m - масса вещества;
- c - удельная теплоёмкость вещества;
- ΔT - изменение температуры.

Мы знаем изменение теплоты (q = 8310 единиц теплоты), изменение температуры (ΔT = 16 к), и нам нужно найти массу вещества (m), поэтому мы можем переупорядочить уравнение и решить его относительно m:
$$m = \frac{q}{c\Delta T}$$

Однако нам не дана удельная теплоёмкость гелия. Для газов можно использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти удельную теплоёмкость:
$$c = \frac{q}{m\Delta T}$$
где:
- R - универсальная газовая постоянная (R = 8.314 Дж/(моль·К));
- n - количество молей вещества.

Принимая во внимание, что гелий является одноатомным газом, его удельная теплоёмкость при постоянном давлении (c) равна удельной теплоёмкости при постоянном объёме (cv). Таким образом, мы можем записать формулу следующим образом:
$$c = cv = \frac{R}{M}$$
где M - молярная масса гелия.

Теперь у нас есть все необходимые данные для решения задачи. Мы можем подставить значения в уравнение и рассчитать массу гелия:
$$m = \frac{q}{c\Delta T} = \frac{8310}{\frac{R}{M}\cdot 16}$$

Используя значения универсальной газовой постоянной R = 8.314 Дж/(моль·К) и молярной массы гелия M = 4 г/моль, мы можем рассчитать массу гелия.

Доп. материал:
Задача: Какая масса гелия потребовалась для нагревания его на 16 к при постоянном давлении, если было передано 8310 единиц теплоты?

Решение:
$$m = \frac{8310}{\frac{8.314}{4}\cdot 16}$$

Совет:
Для более легкого понимания тепловых эффектов и использования уравнения теплового эффекта, изучите термохимию и основные понятия о внутренней энергии, теплоте и тепловых реакциях.

Проверочное упражнение:
Найдите массу гелия, которая потребуется для нагревания его на 10 °C при постоянном давлении, если передано 5000 единиц теплоты. (Удельная теплоёмкость гелия равна 5,2 Дж/(г·°C), молярная масса гелия равна 4 г/моль).