Question

Ребят шарющие помогите пожалуйста! •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. Первый закон термодинамики гласит:

ΔU = Q - W,

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

1. Найдем работу газа при расширении. В данном случае газ расширяется при изобарном нагревании, поэтому работу можно вычислить следующим образом:

W = PΔV,

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

Поскольку объем газа увеличился вдвое, ΔV равно половине начального объема газа:

ΔV = V - V0 = 2V0 - V0 = V0.

Теперь нам нужно найти давление газа. Мы знаем, что масса кислорода составляет 100 г, а его температура 30°C. Давление можно вычислить, используя уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

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

Мы знаем массу кислорода (100 г) и его молекулярную массу (32 г/моль). Мы также знаем температуру в градусах Цельсия (30°C), которую мы переведем в Кельвины:

T = 30°C + 273.15 = 303.15 К.

Теперь мы можем найти количество вещества:

n = масса / молекулярная масса = 100 г / 32 г/моль = 3.125 моль.

Теперь мы можем найти давление:

P = (nRT) / V = (3.125 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 303.15 К) / V.

2. Теперь мы можем найти работу:

W = PΔV = [(3.125 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 303.15 К) / V] * V0.

W = (3.125 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 303.15 К) * V0 - это будет работа в Джоулях.

3. Чтобы найти количество теплоты (Q), которое пошло на нагревание кислорода, мы можем использовать первый закон термодинамики:

ΔU = Q - W.

ΔU - изменение внутренней энергии, W - работа, которую мы уже нашли. Так как газ идеальный, изменение внутренней энергии связано с изменением температуры и количеством вещества следующим образом:

ΔU = nCΔT,

где C - молярная теплоемкость при постоянном объеме.

Молярная теплоемкость кислорода при постоянном объеме (Cv) примерно равна 20.8 Дж/(моль·К). Теперь мы можем найти изменение температуры (ΔT):

ΔU = nCvΔT,

ΔT = ΔU / (nCv) = (Q - W) / (nCv).

Подставляем значения:

ΔT = ((Q - W) / (3.125 моль * 20.8 Дж/(моль·К))) = ΔT.

4. Теперь нам нужно найти изменение внутренней энергии (ΔU). Для этого используем первый закон термодинамики:

ΔU = Q - W.

Мы уже знаем работу (W) и изменение температуры (ΔT), так что:

ΔU = Q - W = nCvΔT - W.

ΔU = (3.125 моль * 20.8 Дж/(моль·К) * ΔT) - W.

Теперь у нас есть все значения, чтобы рассчитать ΔU и Q. Вычисляем ΔU и Q:

ΔU = (3.125 моль * 20.8 Дж/(моль·К) * ΔT) - W, Q = ΔU + W.

Подставляем значение ΔT и W, которые мы уже рассчитали, и вычисляем ΔU и Q.

Напоминаю, что ΔT - это изменение температуры, которое произошло при нагревании кислорода при изобарном процессе.