Question

•Объем кислорода массой 100 г, температура которого 30°С, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найдите работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, изменение внутренней энергии.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

m=0.1 кг    M=0.032 кг/моль    T=303 K   i=5    V2/V1=2    A=?   Q=?   ΔU=?

===

p=const

V1/T1=V2/T2

T2=V2*T1/V1=2*303=606 K

A=(m/M)*R*(T2-T1)=0.1*8.31*(606-303)/0.032=7869 Дж

Q=(i+2)*A/2=(5+2)*7869/2=27540 Дж

ΔU=Q-A=27540-7869=19671 Дж

==============================

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы термодинамики, в частности, первый закон термодинамики:

ΔU = Q - W,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - количество теплоты, переданное газу, и W - работа, совершенная над газом.

1. Начнем с расчета работы газа при его изобарном расширении. Работа при изобарном расширении определяется следующей формулой:

W = PΔV,

где P - постоянное давление, а ΔV - изменение объема газа.

В данной задаче объем кислорода увеличился вдвое, поэтому ΔV = Vновый - Vстарый = 2V - V = V.

2. Теперь нужно найти количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода. Мы знаем, что температура изменилась. Мы можем использовать следующую формулу для расчета теплоты:

Q = mcΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса газа, c - удельная теплоемкость газа, и ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении (Cp) составляет около 29.3 J/(g·°C).

3. Теперь мы можем вычислить изменение внутренней энергии, используя первый закон термодинамики:

ΔU = Q - W.

Подставим значения:

ΔU = (mcΔT) - (PΔV).

Теперь давайте подставим известные значения:

m = 100 г = 0.1 кг (переводим в килограммы), c = 29.3 J/(g·°C), ΔT = (30°C - 0°C) = 30°C, P - постоянное давление (которое не было дано, но предположим, что оно не изменилось в процессе), ΔV = V.

4. Теперь вычислим ΔU:

ΔU = (0.1 кг * 29.3 J/(g·°C) * 30°C) - (P * V).

5. Теперь нам нужно знать значение P и V для окончательного расчета ΔU и W. В задаче дано, что объем увеличился вдвое, так что V увеличилось вдвое от начального значения.

Теперь мы имеем полную формулу для расчета ΔU:

ΔU = (0.1 кг * 29.3 J/(g·°C) * 30°C) - (P * 2V).

Если у вас есть дополнительные данные о давлении, то вы можете подставить их в это уравнение, чтобы рассчитать ΔU и W более точно.