Какое изменение происходит с внутренней энергией воздуха при нагревании массы 200 г при постоянном давлении от 40

Тема урока: Изменение внутренней энергии воздуха при нагревании

Объяснение: При нагревании воздуха при постоянном давлении происходит изменение его внутренней энергии. Внутренняя энергия тела зависит от его температуры и молекулярной структуры. В данной задаче, чтобы определить изменение внутренней энергии воздуха, мы можем использовать формулу:

ΔU = m * c * ΔT

где ΔU - изменение внутренней энергии, m - масса воздуха, c - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, ΔT - изменение температуры.

Первым шагом нам необходимо определить изменение температуры ΔT. Для этого используем формулу:

ΔT = T2 - T1

где T2 - конечная температура (80 °C), T1 - начальная температура (40 °C).

ΔT = 80 °C - 40 °C = 40 °C

Теперь мы можем вычислить изменение внутренней энергии ΔU:

ΔU = m * c * ΔT

ΔU = 0,2 кг * 1000 Дж/(кг • °С) * 40 °C

ΔU = 8 000 Дж

Таким образом, при нагревании массы воздуха 200 г при постоянном давлении от 40 до 80 °C, его внутренняя энергия изменится на 8 000 Дж.

Пример:

Задача: Какое изменение происходит с внутренней энергией воздуха, если его масса составляет 500 г, его удельная теплоемкость при постоянном давлении равна 900 Дж/(кг • °С), а он нагревается от 20 до 60 °C при постоянном давлении?

_Решение:_

Используем формулу ΔU = m * c * ΔT:

ΔT = T2 - T1 = 60 °C - 20 °C = 40 °C

ΔU = 0.5 кг * 900 Дж/(кг • °С) * 40 °C = 18 000 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии воздуха составляет 18 000 Дж.

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется разобраться в основных понятиях, таких как удельная теплоемкость, внутренняя энергия и термодинамика. Также полезно освоить различные формулы и уметь их применять в задачах.

Дополнительное задание: Какое изменение произойдет с внутренней энергией воздуха массой 300 г при постоянном давлении от 25 до 85 °C, если его объем увеличится на 0,02 м3 и его давление составит 200 кПа? Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении – 1200 Дж/(кг • °С), а молярная масса воздуха – 28 г/моль.