Сколько теплоты потребуется для нагрева водорода до 300 градусов по Цельсию, если его объем составляет 1 кубический

Тема урока: Теплопередача и внутренняя энергия

Объяснение: Для расчета количества теплоты, требуемой для нагрева водорода до 300 градусов по Цельсию, мы можем воспользоваться формулой:

Q = mcΔT,

где Q - количество теплоты (в джоулях), m - масса вещества (в килограммах), c - удельная теплоемкость (в джоулях на градус Цельсия на килограмм) и ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для расчета изменения внутренней энергии водорода, мы можем использовать следующую формулу:

ΔU = Q - W,

где ΔU - изменение внутренней энергии (в джоулях), Q - полученное количество теплоты (в джоулях) и W - совершенная работа (в джоулях).

Чтобы найти совершенную работу W, мы можем использовать формулу:

W = PΔV,

где W - совершенная работа (в джоулях), P - разность давления (в паскалях), и ΔV - изменение объема (в метрах кубических).

Доп. материал:

Задача 1: Найдите количество теплоты, необходимое для нагрева 1 кубического метра водорода до 300 градусов по Цельсию, если начальная температура равна 0 градусов по Цельсию.

Решение:

m = 1 кг,
c (удельная теплоемкость водорода) = 14,3 Дж/град °C,
ΔT = (300 - 0) град °C.

Q = mcΔT = 1 кг * 14,3 Дж/град °C * 300 град °C = 4290 Дж.

Ответ: Для нагрева 1 кубического метра водорода до 300 градусов по Цельсию требуется 4290 Дж теплоты.

Совет: Для лучшего понимания теплопередачи и внутренней энергии, рекомендуется изучить основы термодинамики и приложить практические примеры к теоретическим знаниям.

Упражнение: Сколько работы совершается, когда поршень, массой 1 тонна, поднимается на 2 метра, при атмосферном давлении 97.3 килопаскаля? Ответ выразите в джоулях.