РЕШИТЕ ПОЖАЛУЙСТА
Для підвищення температури газу, що має масу 20 кг/ молярну масу 0,028 кг/моль, на 50 K за сталого тиску необхідно витратити кількість теплоти 0,5 МДж Яку кількість теплоти слід відняти у цього газу за сталого об'єму, щоб його температура знизилася на 50 K?
Ответы
Ответ:
Для розв'язання цього завдання використаємо закон Гей-Люссака для ідеального газу:
pV = nRT,
де p - тиск газу, V - його об'єм, n - кількість речовини в газі (у молях), R - універсальна газова стала, T - температура газу в кельвінах.
Якщо тиск і об'єм залишаються постійними, то:
nR(T2 - T1) = Q,
де T1 - початкова температура, T2 - кінцева температура, Q - кількість теплоти, що необхідна для підвищення температури з T1 до T2.
Задача полягає в тому, щоб знайти кількість теплоти, яка потрібна для зниження температури на 50 К за сталого об'єму. Для цього використаємо той самий закон, використовуючи T1 = T2 + 50:
nR(T1 - T2) = Q,
де Q - кількість теплоти, яку слід відняти від газу, щоб знизити його температуру на 50 К за сталого об'єму.
Щоб знайти Q, необхідно спочатку визначити кількість речовини в газі, використовуючи масу газу та його молярну масу:
n = m/M = 20 кг / 0,028 кг/моль = 714,29 моль.
Також ми можемо визначити універсальну газову сталу R, використовуючи значення сталої Больцмана k:
R = k * N_A,
де N_A - число Авогадро (6,02 * 10^23 моль^-1).
Зараз значення k дорівнює 1,38 * 10^-23 Дж/К, тому R буде:
R = 1,38 * 10^-23 * 6,02 * 10^23 = 8,31 Дж/(моль*К).
Підставляючи відомі значення в рівняння, отримаємо:
714,29 * 8,31 * 50 = Q,
Q ≈ 297475 Дж або 0,297 МДж