Какова теплота, переданная газу, совершенная им работа и изменение внутренней энергии при нагревании азота массой

Тема: Теплота, работа и изменение внутренней энергии в процессе нагревания газа

Описание:
Для решения этой задачи мы должны использовать соотношение между теплотой, работой и изменением внутренней энергии газа.

1. Сначала мы найдем теплоту, переданную газу. Для этого мы будем использовать формулу:
Q = mcΔT
где Q - теплота, m - масса газа, c - удельная теплоемкость газа, ΔT - изменение температуры.

В нашем случае, масса азота равна 20 г, ΔT = (180°C - 20°C) = 160°C = 160 K (так как используется абсолютная температура), и предположим, что удельная теплоемкость азота с = 0,743 Дж/(г·К) (это значение можно найти в таблицах).

Подставив значения в формулу, получим:
Q = (20 г) * (0,743 Дж/(г·К)) * 160 K = 2377,6 Дж.

2. Далее, чтобы найти работу, совершенную газом, мы используем формулу:
W = PΔV
где W - работа, P - давление газа, ΔV - изменение объема газа.

В данной задаче указано, что процесс происходит при постоянном давлении, поэтому давление газа не меняется. Следовательно, работа будет равна нулю.

3. Изменение внутренней энергии газа можно найти с помощью первого закона термодинамики:
ΔU = Q - W
где ΔU - изменение внутренней энергии.

Подставив значения, получим:
ΔU = 2377,6 Дж - 0 Дж = 2377,6 Дж.

Итак, ответ на задачу:
Теплота, переданная газу, равна 2377,6 Дж.
Совершенная газом работа равна 0 Дж.
Изменение внутренней энергии газа равно 2377,6 Дж.

Совет:
Для лучшего понимания термодинамических процессов рекомендую ознакомиться с основными понятиями и формулами из термодинамики. Понимание этих основ поможет вам решать подобные задачи более легко и точно.

Задание:
Какая работа будет выполнена газом, если его объем увеличится на 50% при постоянном давлении 5 атмосфер? Масса газа составляет 10 г. Удельная теплоемкость газа составляет 0,5 Дж/(г·К). Рассчитайте работу и выразите ее в Дж.