Question

В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m=14 г азота. Какое количество теплоты получает газ при его нагревании от t1=25∘ до t2=225∘C?Ответ выразить в кДж, округлив до десятых. Молярная масса азота μ=28 г/моль,универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/(моль⋅К)

Answer 1

Дано: 
m = 14 г = 0,014 кг
t₁ = 25⁰ C = 298 К
t₂ = 225⁰ C = 498 К
M (N₂) = 28 г/моль = 0,028 кг/моль
R = 8,31 Дж/моль*К

Найти:
Q = ?

Решение:
Согласно условию задачи изменения давления не происходит т.е. процесс изобарный p = const.
$Q=A+Delta U$
где $A=pcdot Delta V$ - работа совершаемая газом при его нагревании, иначе эту формулу можно записать как $A=nucdot Rcdot Delta T$
$Delta U= frac{3}{2} cdot nucdot Rcdot Delta T$ - изменение внутренней энергии газа. 
Из выше описанного имеем:
$Q=nucdot Rcdot Delta T+frac{3}{2} cdot nucdot Rcdot Delta T= nucdot Rcdot Delta Tcdot(1+ frac{3}{2})=2,5cdotnucdot Rcdot Delta T$
Количества вещества $(nu)$ распишем как: $nu= frac{m}{M}$. Тогда $Q=2,5cdot frac{m}{M} cdot Rcdot Delta T=2,5cdot frac{0,014}{0,028} cdot 8,31cdot (498-298)=831$ Дж
Или 0,831 кДж ≈ 0,8 кДж.

Ответ: Q = 0,8 кДж.

*Примечание
Для умников* можно не переводить в систему СИ в дано значения.
Также $Delta T=T_2-T_1=t_2-t_1$