Сколько теплоты было затрачено при расширении объема 2 кг воздуха на 8 раз при температуре 50 °C? Предполагается

Предмет вопроса: Расчет теплоты при расширении газа

Инструкция:
Для решения этой задачи нам понадобятся знания о первом законе термодинамики и уравнении состояния идеального газа.

Согласно уравнению состояния идеального газа, PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа (в данном случае известна масса газа), R - универсальная газовая постоянная и T - температура газа в Кельвинах.

Для определения теплоты q, затраченной при расширении объема газа, мы можем использовать формулу q = ∆U + W, где ∆U - изменение внутренней энергии газа, а W - работа, выполненная при расширении.

Из первого закона термодинамики следует, что ∆U = q - W. Так как газ расширяется при постоянной температуре, то ∆U = 0, следовательно, q = W.

Зная все это, мы можем найти теплоту q, затраченную при расширении объема газа.

Демонстрация:
Для расчета теплоты, затраченной при расширении объема 2 кг воздуха на 8 раз при температуре 50 °C, необходимо использовать следующие шаги:

1. Найдите исходный объем V1. Для этого умножьте массу газа на его плотность.
2. Расчитайте окончательный объем V2, умножив V1 на коэффициент расширения (в данном случае 8).
3. Расчитайте работу W, используя формулу W = P∆V, где P - давление газа, а ∆V - изменение объема (V2 - V1).
4. Так как q = W и ∆U = 0, теплота q будет равна полученной работе W.

Совет:
Для лучшего понимания и запоминания материала рекомендуется изучить законы термодинамики, уравнение состояния идеального газа и основные формулы, используемые для расчета теплоты и работы при изменении объема газа.

Проверочное упражнение:
Пусть у нас есть 3 кг газа при температуре 25 °C. Если газ расширяется от исходного объема до трехкратного значения при постоянной температуре, найдите теплоту, затраченную при расширении газа. (Предполагается, что средняя молекулярная масса газа известна)