Question

Какое количество теплоты необходимо сообщить криптону (v=2 моль), чтобы увеличить его объём в три раза при постоянном давлении? Начальная температура T

Answer 1

Из первого закона термодинамики:
ΔQ=Aгаза+ΔU 
Aгаза=p*ΔV
ΔU=(3/2)MRΔT=(3/2)PΔV  (Т.к. pV=MRT)M-  кол-во моль
 ΔQ=PΔV+(3/2)PΔV=(5/2)PΔV
Т.к. процесс изобраный,то:
V1/V2=T1/T2
(V2=3V1)
T2=T1*V2/V1=3T1
Получается,что:
ΔV=MR(T2-T1)/P=2MRT1/P
Подставляем:
ΔQ=(5/2)P* 2MRT1/P=5*MRT1=83,1 *T1
Ответ: 83,1*T1 Дж 

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Мы знаем, что V увеличивается в 3 раза, а n остается постоянным (2 моль). Постоянное давление означает, что P остается неизменным.

Теплота, необходимая для увеличения объема в 3 раза, может быть найдена с использованием уравнения:

Q = ΔH = ΔU + PΔV,

где Q - теплота, ΔH - изменение энтальпии, ΔU - изменение внутренней энергии, P - давление, ΔV - изменение объема.

Поскольку PΔV = 0 (давление постоянно), теплота Q равна только изменению внутренней энергии ΔU.

Мы можем использовать формулу для изменения внутренней энергии:

ΔU = nCvΔT,

где Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.

Мы можем решить это уравнение, чтобы найти необходимую теплоту:

Q = ΔU = nCvΔT,

где n = 2 моль, Cv - молярная теплоемкость криптона при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.

Конкретные значения для Cv и ΔT нужно найти в таблицах или посмотреть в учебнике.

Например, пусть Cv для криптона при постоянном объеме равно 20.8 J/(mol·K), а ΔT равно 100 K.

Тогда:

Q = 2 моль * 20.8 J/(mol·K) * 100 K = 4160 J.

Таким образом, необходимо сообщить криптону 4160 Дж теплоты, чтобы увеличить его объем в 3 раза при постоянном давлении.