Question

Определить,какое количество теплоты необходимо сообщить углекислому газу массой 220 г,чтобы нагреть его на 20 К :а)при постоянном объёме;б)при постоянном давлении.

Answer 1

m= 220 г,

M=44  г/моль

R=8.31 Дж/моль*к

dT =20 К

 

а)при постоянном объёме;

работа A =0

изменение внутренней энергии dU

dU =5/2*m/M*R*dT=5/2* 220/44*8.31*20 = 2077.5 Дж

Q = A +dU =0+2077.5 Дж =2077.5 Дж

б)при постоянном давлении. 

работа A = m/M*R*dT=220/44*8.31*20 = 831 Дж

изменение внутренней энергии dU

dU =5/2*m/M*R*dT=5/2* 220/44*8.31*20 = 2077.5 Дж

Q = A +dU =831 Дж+  2077.5 Дж= 2908.5 Дж

Answer 2

Чтобы определить количество теплоты, необходимое для нагрева углекислого газа при постоянном объеме и при постоянном давлении, мы можем использовать две формулы:

a) При постоянном объеме (Qv): Qv = m * Cv * ΔT

где Qv - количество теплоты (в джоулях), m - масса газа (в килограммах), Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме (в джоулях на моль и на кельвин), ΔT - изменение температуры (в кельвинах).

b) При постоянном давлении (Qp): Qp = m * Cp * ΔT

где Qp - количество теплоты (в джоулях), m - масса газа (в килограммах), Cp - молярная теплоемкость при постоянном давлении (в джоулях на моль и на кельвин), ΔT - изменение температуры (в кельвинах).

Определение количества теплоты при постоянном объеме (Qv):

Для расчета количества теплоты, необходимой для нагрева углекислого газа при постоянном объеме, нам понадобятся значения молярной теплоемкости при постоянном объеме (Cv) и изменение температуры (ΔT).

По умолчанию будем использовать следующие значения: - Молярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль - Молярная теплоемкость при постоянном объеме (Cv) для углекислого газа = 28,9 J/(mol*K)

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты (Qv):

Qv = m * Cv * ΔT

где: m = 220 г (масса углекислого газа) Cv = 28,9 J/(mol*K) (молярная теплоемкость при постоянном объеме для углекислого газа) ΔT = 20 K (изменение температуры)

Переведем массу газа из граммов в моль:

моль = масса / молярная масса моль = 220 г / 44 г/моль моль = 5 моль

Теперь можем рассчитать количество теплоты:

Qv = m * Cv * ΔT Qv = 5 моль * 28,9 J/(mol*K) * 20 K Qv = 2890 J

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева углекислого газа массой 220 г на 20 К при постоянном объеме, составляет 2890 Дж.

Определение количества теплоты при постоянном давлении (Qp):

Для расчета количества теплоты, необходимой для нагрева углекислого газа при постоянном давлении, нам понадобятся значения молярной теплоемкости при постоянном давлении (Cp) и изменение температуры (ΔT).

По умолчанию будем использовать следующие значения: - Молярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль - Молярная теплоемкость при постоянном давлении (Cp) для углекислого газа = 37,1 J/(mol*K)

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты (Qp):

Qp = m * Cp * ΔT

где: m = 220 г (масса углекислого газа) Cp = 37,1 J/(mol*K) (молярная теплоемкость при постоянном давлении для углекислого газа) ΔT = 20 K (изменение температуры)

Переведем массу газа из граммов в моль:

моль = масса / молярная масса моль = 220 г / 44 г/моль моль = 5 моль

Теперь можем рассчитать количество теплоты:

Qp = m * Cp * ΔT Qp = 5 моль * 37,1 J/(mol*K) * 20 K Qp = 3705 J

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева углекислого газа массой 220 г на 20 К при постоянном давлении, составляет 3705 Дж.

Пожалуйста, обратите внимание, что это примерные значения, и реальные значения могут отличаться в зависимости от условий и свойств самого газа.