Question

СРОЧНООООО Для изобарного нагревания на 320С кислорода, массой 500 г, ему передали количество теплоты 7,2 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.

Answer 1

m=0.5 кг   ΔT=320 K   M=0.032 кг/моль    Q=7.2*10^6 Дж   A=?  ΔU=?

===

A=(m/M)*R*ΔT=0.5*8.31*320/0.032=41550 Дж

ΔU=Q-A=7200000-41550=7158450 Дж

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

Answer 2

Q = 7,2·10⁶ Дж - переданная теплота

ΔТ = 320° - изменение температуры

m = 0,5 кг - масса кислорода

M = 32 · 10⁻³ кг/моль - молярная масса кислорода

R = 8,31 Дж/(моль ·К) -  универсальная газовая постоянная

работа газа А - ?   изменение внутренней энергии ΔU - ?

----------------------------------------------------------------------------------------

Для изобарного процесса А = р·ΔV

Из уравнения Клапейрона-Менделеева: р·ΔV = m·R·ΔT/M,

то есть работа газа А = m·R·ΔT/M = 0,5 · 8,31 · 320/(32·10⁻³) = 41550 (Дж)

Согласно 1-му закону термодинамики изменение внутренней энергии ΔU = Q - A = 7 200 000 - 41 550 = 7 158 450 (Дж) ≈ 7,16 МДж

Ответ: А ≈ 0,04 МДж;   ΔU = 7,16 МДж.

Answer 3

Для решения этой задачи, мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии газа (ΔU) равно сумме работы (W), совершенной над газом, и теплоты (Q), переданной газу. Математически это записывается как:

ΔU = Q - W

Сначала мы можем найти изменение внутренней энергии:

ΔU = 7,2 МДж (переданное количество теплоты)

Теперь давайте найдем работу, совершенную над газом. Для изобарного процесса (при постоянном давлении) формула работы следующая:

W = PΔV

Где P - давление газа, а ΔV - изменение объема.

Для изобарного нагревания:

P = константа (при изобарном процессе) ΔV = V2 - V1

Для нахождения изменения объема нам понадобится уравнение состояния газа. Для кислорода можно использовать идеальное газовое уравнение:

PV = nRT

Где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Так как у нас дано масса кислорода, мы можем найти количество вещества (n) с использованием молярной массы кислорода:

Молярная масса кислорода (O2) = 32 г/моль

n = масса / молярная масса n = 500 г / 32 г/моль = 15,625 моль

Теперь мы можем использовать уравнение состояния для нахождения начального объема (V1) и конечного объема (V2). Поскольку температура и давление не меняются, отношение V1 к V2 будет равно отношению n1 к n2:

V1 / V2 = n1 / n2

V1 / V2 = 15,625 моль / 15,625 моль = 1

Так как отношение V1 к V2 равно 1, объем газа не меняется. Следовательно, ΔV = 0.

Теперь мы можем найти работу:

W = PΔV = P * 0 = 0

Теперь мы можем найти изменение внутренней энергии:

ΔU = Q - W = 7,2 МДж - 0 = 7,2 МДж

Итак, работа газа равна 0, а изменение его внутренней энергии составляет 7,2 МДж.