Question

Гелій масою 240 г ізобарно нагріли від 25С до 75С. Знайти зміну внутрішньої енергії гелію, виконану гелієм роботу і передану гелію кількість теплоти эхх срочно((((

Answer 1

Ответ:

287 Дж теплоти.

Объяснение:

Для розв'язання цієї задачі використовується закон газів ідеальних газів:

PV = nRT

де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовини газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу.

Зміна внутрішньої енергії газу визначається різницею між енергією, яку має газ до і після нагрівання:

ΔU = U2 - U1

Для ізобарного процесу, де тиск залишається постійним, зміна внутрішньої енергії визначається лише зміною внутрішньої енергії, пов'язаної з тепловим нагріванням:

ΔU = Q

де Q - кількість теплоти, яку поглинув газ.

Робота, виконана газом, визначається за формулою:

W = PΔV

де ΔV - зміна об'єму газу під час процесу.

Зміна об'єму газу може бути визначена за формулою:

ΔV = V2 - V1 = (nR/P) (T2 - T1)

де V1 і T1 - початковий об'єм і температура газу, V2 і T2 - кінцевий об'єм і температура газу.

За даними умовами:

маса гелію, m = 240 г = 0.24 кг

температура початкова, T1 = 25 C = 298 К

температура кінцева, T2 = 75 C = 348 К

універсальна газова стала, R = 8.31 Дж/(моль·К)

тиск залишається постійним

Знайдемо спочатку зміну об'єму газу:

ΔV = (nR/P) (T2 - T1) = (m/M) (R/P) (T2 - T1)

де M - молярна маса гелію, M = 4 г/моль

ΔV = (0.24 кг / 4 г/моль) (8.31 Дж/(моль·К) / P) (348 K - 298 K) ≈ 4.61 м³

Тепер можна знайти роботу, виконану газом:

W = PΔV = P(V2 - V1) = nRT(P/V) (T2 - T1)

де P/V = nRT/V = P1/V1 - тиск, що залишається постійним

W = P1V1(T2 - T1) / M ≈ 1287 Дж

На останок, знайдемо кількість теплоти, яку поглинув газ:

Q = ΔU = W = 1287 Дж

Отже, зміна внутрішньої енергії гелію складає 1287 Дж, гель виконав роботу в 1287 Дж і отримав 1287 Дж теплоти.

Answer 2

Для знаходження зміни внутрішньої енергії (ΔU), виконаної роботи (W), і переданої кількості теплоти (Q) гелію, ми можемо використовувати перше закон з термодинаміки:

ΔU = Q - W

1. Знаходимо зміну внутрішньої енергії (ΔU):

ΔU = m * c * ΔT

де: m - маса гелію (240 г = 0.24 кг) c - специфічна теплоємність гелію при сталих тиску і об'ємі (для гелію це приблизно 5.193 Дж/(кг·°C)) ΔT - зміна температури (75°C - 25°C = 50°C)

ΔU = 0.24 кг * 5.193 Дж/(кг·°C) * 50°C = 62.316 Дж

2. Тепер знайдемо виконану роботу (W). Оскільки процес відбувається ізобарно (при сталому тиску), то роботу можна знайти за формулою:

W = P * ΔV

де: P - тиск (гелій - ідеальний газ, тому ми можемо використовувати рівняння стану ідеального газу: PV = nRT, де R - універсальна газова стала) ΔV - зміна об'єму

Ми можемо виразити ΔV з рівняння стану:

ΔV = (n * R * ΔT) / P

де: n - кількість молей гелію R - універсальна газова стала (приблизно 8.314 Дж/(моль·K)) ΔT - зміна температури в Кельвінах (50°C = 50 + 273.15 K) P - тиск (якщо ми не маємо конкретних даних, можемо припустити, що тиск залишається сталим)

Спершу знайдемо кількість молей гелію:

n = m / M

де: m - маса гелію (0.24 кг) M - молекулярна маса гелію (приблизно 4 г/моль)

n = 0.24 кг / 4 г/моль = 60 моль

Тепер ми можемо знайти ΔV:

ΔV = (60 моль * 8.314 Дж/(моль·K) * 50°C) / P

Тепер нам потрібно знайти значення тиску (P) або якось інакше дізнатися про тиск, щоб обчислити роботу. Без цього значення не можливо обчислити роботу.

3. Передану кількість теплоти (Q) можна знайти за першим законом термодинаміки:

Q = ΔU + W

Але, якщо ви не маєте значення тиску (P), то не зможемо обчислити роботу (W) і, відповідно, кількість теплоти (Q) без цього значення. Таким чином, щоб дати точну відповідь, нам потрібно знати значення тиску під час процесу.