Question

объем кислорода массой 160 г , температурой 300к при изобарном нагревании увеличился в 2 раза определить работу газа

Answer 1

Дано:m=160г=0,16 кг , Т₁=300К ,  M=32*10⁻³ кг/моль,
          V₂/V₁=2, R=8,31 Дж/моль*К
А-?
Решение.
Так как P=const  , V₂/V₁=2 , T₂/T₁=2, T₂=2T₁, ΔT=T₂-T₁=2T₁-T₁=T₁
А=р*ΔV= mRΔT/M =mRT₁/M
A=0,16*8,31*300/32*10⁻³  ≈ 12,5*10³ Дж=12,5 кДж

Answer 2

Для расчета работы газа при изобарном нагревании необходимо знать изменение объема газа и его изначальное давление.

Из условия задачи дана масса кислорода и его температура. Для определения изначального объема газа необходимо воспользоваться уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в кельвинах.

Нам известна масса газа, поэтому количество вещества можно найти, зная молярную массу кислорода:

n = m / M

где m - масса газа, M - молярная масса кислорода (около 32 г/моль).

Таким образом, мы можем найти изначальный объем газа:

V1 = nRT1/P

где T1 = 300 К (из условия задачи), а P нам неизвестно.

Далее, если при изобарном нагревании объем газа увеличился в 2 раза, то его конечный объем равен V2 = 2V1.

Работа газа при изобарном нагревании вычисляется по формуле:

W = P(V2 - V1)

где P - давление газа (при постоянном давлении), V1 и V2 - изначальный и конечный объемы газа соответственно.

Теперь можно найти давление газа:

P = nRT1/V1

А затем вычислить работу газа:

W = P(V2 - V1) = nRT1(V2 - V1) / V1

Подставляя известные значения, получим:

W = (m/M)RT1(2V1 - V1) / V1 = mRT1 / M

Подставляя числовые значения, получаем:

W = (160 г) * (8,31 Дж/(моль*К)) * (300 К) / (32 г/моль) = 3729,4 Дж

Таким образом, работа газа при изобарном нагревании составляет 3729,4 Дж.