Question

Какую работу совершил водород массой 3 г при изобарном нагревании на 100 К?​

Answer 1

m = 3 г = 0,03 кг

$\Delta t = 100K$

M = 0,02 кг/моль

A - ?

$A = \frac{m}{M}R\Delta T$

$A = \frac{{0,003}}{{0,002}} \cdot 8,31 \cdot 100 = 1246,5\;$

Oтвет: 1246,5 Дж

Answer 2

Для определения работы, совершенной газом при изобарном (постоянном давлении) нагревании, мы можем использовать следующее уравнение:

$W = P \cdot \Delta V$

Где:

• $W$ - работа, совершенная газом (в жаргоне термодинамики, это работа, совершенная над газом).
• $P$ - постоянное давление.
• $\Delta V$ - изменение объема газа.

Для данной задачи, у нас есть масса водорода $m = 3 \, \text{г}$, начальный объем $V_1$, конечный объем $V_2$ (который будет изменяться при нагревании), и изменение температуры $\Delta T = 100 \, \text{K}$.

Из уравнения состояния идеального газа $PV = nRT$, где $n$ - количество вещества газа, а $R$ - универсальная газовая постоянная, мы можем выразить количество вещества $n$ следующим образом:

$n = \frac{m}{M}$

Где:

• $m$ - масса газа (3 г в данной задаче).
• $M$ - молярная масса водорода (примерно 2 г/моль).

С учетом этого, мы можем записать:

$n = \frac{3 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 1.5 \, \text{моль}$

С учетом того, что $n = \frac{m}{M}$ и $V_1 \cdot n = V_2 \cdot n$, мы можем записать:

$V_2 = \frac{V_1 \cdot n}{n} = V_1$

Таким образом, изменение объема $\Delta V = V_2 - V_1 = 0$, так как объем остается неизменным при изобарном нагревании.

Итак, с учетом $\Delta V = 0$ и $P$ (постоянное давление), работа $W = P \cdot \Delta V$ будет равной нулю. В данной задаче газ не совершает работы при изобарном нагревании на 100 К.