Найдите количество теплоты, переданное газу при нагреве, если 4 г гелия находится в закрытом сосуде под давлением

Тема: Количество теплоты, переданное газу при нагреве

Объяснение: Чтобы найти количество теплоты, переданное газу при нагреве, мы можем использовать уравнение газового состояния. Это уравнение выглядит следующим образом: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в абсолютной шкале.

Сначала нам нужно преобразовать температуру из градусов Цельсия в Кельвины. Для этого мы добавляем к 17 градусам Цельсия 273,15. Таким образом, получается, что T = 17 + 273,15 = 290,15 К.

Далее мы знаем, что объем газа остается постоянным, так как он находится в закрытом сосуде.

Мы также знаем, что давление увеличилось в 2 раза. Если изначальное давление было 0,1 МПа, то после нагрева оно стало 0,1 МПа * 2 = 0,2 МПа.

Теперь мы можем использовать уравнение газового состояния для нахождения количества вещества (n). По уравнению PV = nRT, мы можем переписать его, чтобы найти n: n = PV / RT.

Подставляя известные значения, получаем: n = (0,1 МПа * V) / (0,0831 * 290,15 К), где V - объем газа.

Теперь можем найти количество теплоты (Q), используя формулу Q = nC∆T, где С - удельная теплоёмкость газа, а ∆T - изменение температуры.

Например:
Q = (0,1 МПа * V) / (0,0831 * 290,15 К) * C * ∆T

Совет: Для лучшего понимания концепции, рекомендуется изучить уравнение газового состояния, удельную теплоемкость и методы преобразования единиц измерения.

Закрепляющее упражнение: Найдите количество теплоты, переданное 2 г гелия, если давление газа увеличилось в 3 раза при нагреве от 25 до 75 градусов Цельсия. Объем газа остается постоянным. Удельная теплоемкость гелия равна 5,2 Дж/(г*К). Ответ дайте в джоулях.