Question

Какое количество теплоты получит 4 кг гелия изохорном нагревании на 50 К

Answer 1

При изохорном процессе работа не совершается, поэтому все количество переданной теплоты идёт на увеличение внутренней энергии.Q=дельта U .

 Внутренняя энергия одноатомного идеального газа равна: U=3mRT/2M.

  при изохорном процессе: Q=3mR*dT/2M.

  U - внутренняя энергия, 

 m- масса
 R- универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/моль*К

  T-абсолютная температура

 M - молярная масса
Подставим числовые значения: m= 2 кг; R= 8,31 Дж/моль*К; дельтаT= 50 К; M= 4*10^-3 кг/моль.

  Q=3*4* 8,31 *50/2*4*10^-3 = 623250 Дж (610 кДж).

Answer 2

Для решения этой задачи, нам понадобится знать молярную массу гелия и его удельную теплоемкость при постоянном объеме.

Молярная масса гелия (He) составляет примерно 4 г/моль.

Удельная теплоемкость гелия при постоянном объеме (Cv) равна примерно 3R/2, где R - универсальная газовая постоянная, которая равна 8,314 Дж/(моль·К).

Мы знаем, что 1 моль гелия составляет примерно 4 г, поэтому 4 кг гелия будет содержать (4000 г / 4 г/моль) = 1000 моль гелия.

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, получаемое 4 кг гелия при изохорном нагревании на 50 К, используя формулу:

Q = n * Cv * ΔT

где Q - количество теплоты, n - количество молей гелия, Cv - удельная теплоемкость гелия при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.

Подставляя значения в формулу, получаем:

Q = 1000 моль * (3R/2) * 50 К

Q = 1000 моль * (3 * 8,314 Дж/(моль·К) / 2) * 50 К

Q = 1000 моль * 12,471 Дж/К * 50 К

Q = 623550 Дж

Таким образом, 4 кг гелия получит примерно 623550 Дж теплоты при изохорном нагревании на 50 К.