Question

У циліндрi пiд поршнем міститься 100 г азоту за температури 17 °С. Пiд час ізобарного нагріву до 37 °С в отримав нагрiвника 2 кДж тепло ти. Визначте зміну внутрішньої енергії газу.

Answer 1

Ответ:

физичка твар кончен,  7 задач задала библо

Объяснение:

физичка твар кончен,  7 задач задала библо

Answer 2

Зміну внутрішньої енергії газу можна визначити за допомогою першого закону термодинаміки, який має вигляд:

\[ \Delta U = Q - W, \]

де \(\Delta U\) - зміна внутрішньої енергії, \(Q\) - тепло, яке подано системі, і \(W\) - робота, виконана системою.

У випадку ізобарного процесу \(W = P \Delta V\), де \(P\) - тиск, а \(\Delta V\) - зміна об'єму. Однак, так як процес ізобарний, тиск залишається сталим, тобто \(P \Delta V = P (V_2 - V_1) = nRT\Delta T\), де \(n\) - кількість молекул газу, \(R\) - універсальна газова стала, \(T\) - температура у Кельвінах, а \(\Delta T\) - зміна температури.

У нашому випадку величина \(\Delta V\) буде рівна \(\Delta V = V_2 - V_1\).

Тепер ми можемо записати перший закон термодинаміки для ізобарного процесу:

\[ \Delta U = Q - W = Q - nRT\Delta T. \]

Дано, що тепло \(Q = 2 \, \text{кДж}\) і \(\Delta T = T_2 - T_1 = 37^\circ \text{C} - 17^\circ \text{C} = 20^\circ \text{C}\). Переведемо температуру в Кельвіни: \(20^\circ \text{C} = 293 \, \text{K}\).

Тепер можемо підставити значення в рівняння:

\[ \Delta U = 2 \, \text{кДж} - (100 \, \text{г}) \times (8.31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{K})) \times 293 \, \text{K} = 2 \, \text{кДж} - 24.543 \, \text{кДж} \approx -22.543 \, \text{кДж}. \]

Отже, зміна внутрішньої енергії газу становить приблизно \(-22.543 \, \text{кДж}\). Знак "мінус" вказує на те, що система втратила енергію, що відповідає роботі газу, яка виконується проти зовнішнього тиску під час ізобарного нагріву.