Question

У посудині під поршнем знаходиться 5 г водню при 30 ˚С. Визначити роботу газу при изобарном нагріванні до 103˚ С.

Answer 1

Ответ:

У посудині під поршнем знаходиться 5г водню при 30 °С. Визначити роботу газу при

изобарном нагріванні до 103° С.

А) 500 Дж; Б) 1520 Дж. В) 760 Дж.

Answer 2

Для визначення роботи газу при изобарному нагріванні можна скористатися формулою:

$W = P(V_2 - V_1)$

де:

• $W$ - робота газу,
• $P$ - тиск,
• $V_2$ - об'єм газу після нагрівання,
• $V_1$ - початковий об'єм газу.

Ваша задача полягає в тому, щоб знайти роботу газу при ізобарному нагріванні від 30°C до 103°C. Спочатку переведемо температури в абсолютну шкалу Кельвіна, оскільки температура повинна бути в Кельвінах для цих обчислень. Температура в Кельвінах дорівнює температурі в градусах Цельсія плюс 273.15.

Початкова температура (Т1) = 30°C + 273.15 = 303.15 K Кінцева температура (Т2) = 103°C + 273.15 = 376.15 K

Закон Бойля-Маріотта говорить, що для ізобарного процесу (при постійному тиску) об'єм газу пропорційний температурі в Кельвінах. Отже, $V_2$ і $V_1$ пропорційні Т2 і Т1 відповідно.

$\frac{V_2}{T2} = \frac{V_1}{T1}$

Тепер можемо знайти $V_2$:

$\frac{V_2}{376.15 \, \text{K}} = \frac{5 \, \text{г}}{303.15 \, \text{K}}$

$V_2 = \frac{5 \, \text{г} \times 376.15 \, \text{K}}{303.15 \, \text{K}}$

Тепер ми можемо обчислити $V_2$.

Тепер, ми можемо підставити значення $P$, $V_2$, і $V_1$ у формулу для роботи $W$:

$W = P(V_2 - V_1) = 1 \, \text{атм} \times \left(\frac{5 \, \text{г} \times 376.15 \, \text{K}}{303.15 \, \text{K}} - 5 \, \text{г}\right)$

Обчислімо це:

$W = 1 \, \text{атм} \times \left(\frac{5 \, \text{г} \times 376.15 \, \text{K}}{303.15 \, \text{K}} - 5 \, \text{г}\right) = 1 \, \text{атм} \times \left(\frac{1880.75}{303.15} - 5\right)$

$W \approx 1 \, \text{атм} \times \left(6.2092 - 5\right)$

$W \approx 1 \, \text{атм} \times 1.2092$

$W \approx 1.2092 \, \text{атм} \cdot \text{л}$

Отже, робота газу при ізобарному нагріванні становить приблизно 1.2092 атмосферних літрів.