Сколько теплоты поглощает гелий в этом процессе, если его масса составляет 32 г и он совершает работу 0,8 кДж, приводя

Тема занятия: Теплота и работа

Описание: В данной задаче требуется вычислить количество поглощенной теплоты гелием в процессе, когда он совершает работу и происходит повышение его температуры.

Первым шагом необходимо воспользоваться первым законом термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме полученной и произведенной работ и поглощенной или отданной теплоты. Математически, это выражается следующей формулой:

ΔU = Q - W, где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - поглощенная или отданная теплота, W - совершенная работа.

В данной задаче известно, что работа, совершаемая гелием, составляет 0,8 кДж. Также известно, что в данном процессе температура гелия повышается, что означает, что происходит поглощение теплоты.

Далее требуется учесть, что в данной задаче масса гелия составляет 32 г. Так как у нас нет информации о химической реакции или фазовых переходах гелия, можно считать, что изменение внутренней энергии гелия прямо пропорционально его массе. То есть, чем больше масса гелия, тем больше изменение внутренней энергии.

Таким образом, можно выразить уравнение для задачи:

ΔU = m * c * ΔT, где ΔT - изменение температуры, m - масса гелия, c - удельная теплоемкость гелия.

Чтобы выразить поглощенную теплоту Q, можно сделать следующую замену:

Q = ΔU + W.

Теперь, подставляя известные значения, можно вычислить поглощенную теплоту.

Например:
Масса гелия = 32 г
Выполненная работа W = 0,8 кДж

Чтобы решить эту задачу, нам также понадобится знать удельную теплоемкость гелия, которая составляет около 5,3 Дж/град.

Q = ΔU + W
ΔU = m * c * ΔT

Сначала вычислим изменение внутренней энергии:
ΔU = m * c * ΔT = 32 г * 5,3 Дж/град * ΔT

Теперь подставим значение работы:
Q = ΔU + W = (32 г * 5,3 Дж/град * ΔT) + 0,8 кДж

Таким образом, итоговая формула для вычисления поглощенной теплоты гелием будет выглядеть так:

Q = (32 * 5,3 * ΔT) + 0,8

Совет: Чтобы лучше понять законы термодинамики, рекомендуется изучить базовые понятия об изменении внутренней энергии, работе и теплоте. Также полезно знать удельные характеристики веществ, такие как удельная теплоемкость.

Проверочное упражнение:
Масса алюминия составляет 200 г. Если алюминий поглощает 500 Дж теплоты, изменяя свою температуру на 50 градусов Цельсия, какую работу совершает алюминий?