Question

7. Воздух, заполняющий объем 0,5 литров в цилиндре с легким поршнем, нагрели от 0 до 30 °С при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух?

Answer 1

Ответ:

8,35Дж

Объяснение:

по первому закону термодинамики dU=A+Q

т.к. объем постоянный и работа совершается, то в данном случае dU=Q

dU=3/2*p*dV=3/2*V*R*dT

V вторая - кол-во вещества

V=V/Vм=0,5л/22,4л/моль=0,0223моль

dU=1,5*0,0223*8,31*30=8,35Дж=Q

Answer 2

Для определения количества теплоты (Q), полученного воздухом при изменении температуры, можно использовать формулу:

Q = m * c * ΔT,

где:

• Q - количество теплоты,
• m - масса воздуха,
• c - удельная теплоемкость воздуха,
• ΔT - изменение температуры.

В данном случае, у нас есть следующие данные:

• V - объем воздуха: 0,5 литров = 0,5 * 10^(-3) м^3 (1 литр = 10^(-3) м^3).
• ΔT - изменение температуры: 30 °C - 0 °C = 30 °C.

Для решения задачи, нам нужно найти массу воздуха (m) и удельную теплоемкость воздуха (c).

1. Рассчитаем массу воздуха, используя уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где:

• P - давление (атмосферное давление),
• V - объем,
• n - количество молей воздуха,
• R - универсальная газовая постоянная,
• T - температура в абсолютных единицах (Кельвины).

Пересчитаем объем в метры:

V = 0,5 * 10^(-3) м^3

Давление при атмосферных условиях примерно равно 1 атмосфере (1 атм), а универсальная газовая постоянная R примерно равна 8.31 Дж/(моль·К).

Теперь мы можем найти количество молей (n):

n = (P * V) / (R * T),

где T должна быть в Кельвинах. Переведем температуру в Кельвины:

T = 30 + 273.15 K = 303.15 K.

Теперь можем рассчитать n:

n = (1 * 0,5 * 10^(-3)) / (8.31 * 303.15) моль.

2. Теперь найдем удельную теплоемкость воздуха (c). Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении примерно равна 1005 Дж/(кг·K).

3. Теперь, используя полученные значения m и c, а также ΔT, мы можем рассчитать количество теплоты:

Q = m * c * ΔT = (n * M) * c * ΔT,

где M - молярная масса воздуха.

Молярная масса воздуха (M) примерно равна 0.029 кг/моль.

Теперь мы можем подставить все значения в формулу и рассчитать количество теплоты:

Q = (n * M) * c * ΔT = [(0.02083 моль) * (0.029 кг/моль)] * (1005 Дж/(кг·K)) * 30 K.

Вычислите это выражение, чтобы найти количество теплоты (Q).