Какую теплоту Q получил газ, при массе азота 5 кг, который нагрели на ΔТ = 150 К без изменения объема? Какое изменение

Содержание: Теплота, внутренняя энергия газа и работа

Пояснение: В данной задаче нам нужно найти теплоту, изменение внутренней энергии и работу, совершенную газом. При нагревании газа без изменения объема, мы можем использовать формулу для изохорического процесса:

Q = n * Cv * ΔT

где Q - теплота, n - количество вещества (в молях), Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме и ΔT - изменение температуры.

Для расчета значения теплоты, нам нужно знать количество вещества. Для этого воспользуемся формулой для нахождения количества вещества:

n = m / M

где m - масса газа и M - молярная масса газа.

Из условия задачи дана масса азота - 5 кг. Молярная масса азота (N2) равна 28 г/моль.

n = 5 000 г / 28 г/моль = 178,57 моль (округлим до 179 моль).

Используя значение количества вещества, можем вычислить теплоту:

Q = 179 моль * Cv * ΔT

Так как нам дано, что газ нагрели на ΔТ = 150 К, и мы не знаем удельную теплоемкость при постоянном объеме для азота, то ответ будет зависеть от этого значения.

Чтобы найти изменение внутренней энергии газа (ΔU), мы можем использовать формулу:

ΔU = Q - работа

Так как в условии сказано, что газ нагревали без изменения объема, то работа, совершенная газом, будет равна нулю. Следовательно, изменение внутренней энергии газа будет равно теплоте:

ΔU = Q

Таким образом, значение ΔU будет равно найденной теплоте.

Демонстрация: Масса азота составляет 5 кг, температура изменяется на 150 К без изменения объема. Найдите теплоту, изменение внутренней энергии и работу газа.

Совет: При решении подобных задач важно знать соответствующие формулы для нахождения теплоты, работы и изменения внутренней энергии газа в различных процессах. Также имейте в виду, что при изменении объема газа работа не всегда будет равна нулю, в отличие от случая, когда объем газа не меняется.

Дополнительное задание: Задача: Какую теплоту Q получит газ, массой 10 кг, при нагревании на 100 °C при постоянном давлении? Найдите также работу и изменение внутренней энергии газа. (Подсказка: для нахождения теплоты используйте корректировку учета изменения температуры относительно атмосферного давления.)