Question

ПОМОГИТЕ 0,1кг азоту нагрівають при постійному тиску від 20°С до 100°С. Яка кількість теплоти поглинається про цьому? Яку роботу виконуе газ? (Ср-1000Дж/кг-К).​

Answer 1

Ответ:

Q = cmΔt = 1000 * 0.1 * 80 = 8000 Дж = 8 кДж

Объяснение:

Дано:

m = 0.1 кг

Δt = 100 - 20 = 80°C

c = 1000 Дж/кг * °С

Найти:

Q - ?

Answer 2

Для вирішення цієї задачі можна використовувати перший закон термодинаміки, який виглядає так:

ΔQ = ΔU + ΔW

Де: ΔQ - зміна теплоти ΔU - зміна внутрішньої енергії ΔW - виконана робота

Для розрахунку зміни теплоти (ΔQ), можна використовувати наступну формулу:

ΔQ = m * c * ΔT

Де: m - маса азоту (0,1 кг) c - специфічна теплоємність азоту (1000 Дж/кг·К) ΔT - зміна температури (100 °C - 20 °C)

ΔT = 100 °C - 20 °C = 80 °C

Тепер можемо підставити значення в формулу:

ΔQ = 0,1 кг * 1000 Дж/кг·К * 80 °C = 8000 Дж

Отже, кількість теплоти, яку поглине азот, становить 8000 Дж.

Тепер розглянемо виконану роботу (ΔW). В процесі нагрівання при постійному тиску робота розраховується так:

ΔW = P * ΔV

Де: P - постійний тиск (який в даному випадку не надається, але ми можемо прийняти його приблизно рівним атмосферному тиску, приблизно 101325 Па) ΔV - зміна об'єму

Зміна об'єму можна розрахувати за рівнянням стану ідеального газу:

PV = nRT

Де: P - тиск V - об'єм n - кількість молей газу R - універсальна газова стала T - температура

Якщо маса азоту відома (0,1 кг) і ми знаємо, що азот - одномолекулярний газ, то можемо визначити кількість молей (n) за допомогою молекулярної маси азоту. Молекулярна маса азоту (N2) дорівнює приблизно 28 г/моль. Отже:

n = маса / молекулярна маса = 0,1 кг / 0,028 кг/моль ≈ 3,57 моль

Тепер ми можемо розрахувати зміну об'єму:

ΔV = n * R * ΔT / P

ΔT = 80 °C = 80 K (переводимо в Кельвіни)

Приблизна значення універсальної газової сталої (R) для азоту становить близько 8,314 Дж/(моль·К).

Також, як зазначалося раніше, можна прийняти тиск P приблизно рівним атмосферному тиску, тобто P ≈ 101325 Па.

Розраховуємо зміну об'єму:

ΔV = 3,57 моль * 8,314 Дж/(моль·К) * 80 K / 101325 Па ≈ 0,237 м³

Тепер ми можемо обчислити виконану роботу:

ΔW = P * ΔV ≈ 101325 Па * 0,237 м³ ≈ 24082 Дж

Отже, робота, виконана газом, становить приблизно 24082 Дж.

Підсумовуючи, кількість теплоти, поглинута газом, становить 8000 Дж, а робота, виконана газом, становить 24082 Дж.