Определите изменение внутренней энергии (ΔU), работы (A) и теплоты (Q), когда масса кислорода весом 16 г нагревается

Термодинамика:
Пояснение: Чтобы определить изменение внутренней энергии (ΔU), работы (A) и теплоты (Q), когда масса кислорода весом 16 г нагревается с t=320K до t=340K при постоянном давлении, мы можем использовать следующие формулы:

* ΔU = m * c * ΔT
* A = P * ΔV
* ΔQ = ΔU + A

Где:
* ΔU - изменение внутренней энергии
* m - масса кислорода
* c - удельная теплоемкость кислорода
* ΔT - изменение температуры
* A - работа
* P - постоянное давление
* ΔV - изменение объема
* ΔQ - изменение теплоты

Удельная теплоемкость кислорода составляет примерно 0,919 J/g·K при постоянном давлении. Масса кислорода составляет 16 г, поэтому мы можем рассчитать ΔU, используя формулу ΔU = m * c * ΔT:

ΔU = 16 г * 0,919 J/g·K * (340 K - 320 K)
ΔU = 16 г * 0,919 J/g·K * 20 K
ΔU = 294,4 Дж

Также мы можем рассчитать работу (A), используя формулу A = P * ΔV. При постоянном давлении, ΔV можно выразить как ΔV = m * R * ΔT / P, где R - универсальная газовая постоянная.

A = P * ΔV
A = P * (m * R * ΔT / P)
A = m * R * ΔT

Так как ΔV = m * R * ΔT / P, ΔV отменяется.

A = 16 г * R * ΔT
A = 16 г * 8,314 Дж/моль·K * (340 K - 320 K)
A = 16 г * 8,314 Дж/моль·K * 20 K
A = 2662,08 Дж

И, наконец, для расчета ΔQ, мы можем использовать формулу ΔQ = ΔU + A:

ΔQ = ΔU + A
ΔQ = 294,4 Дж + 2662,08 Дж
ΔQ = 2956,48 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии (ΔU) составляет 294,4 Дж, работа (A) составляет 2662,08 Дж и изменение теплоты (Q) составляет 2956,48 Дж.

Совет: Чтобы лучше понять эту термодинамическую задачу, рекомендуется ознакомиться с основными понятиями термодинамики, такими как внутренняя энергия, работа и теплота. Также стоит изучить удельную теплоемкость и универсальную газовую постоянную. Практикуйте решение подобных задач, чтобы улучшить свои навыки в применении формул и расчетов.

Практика: Посчитайте изменение внутренней энергии (ΔU), работы (A) и теплоты (Q) для 10 г кислорода, который нагревается с t=300K до t=350K при постоянном давлении. Удельная теплоемкость кислорода составляет 0,919 J/g·K, а постоянное давление равно 1 атмосфере (101325 Па).