У циліндрі під поршнем міститься 0,2 кг гелію. Температура газу дорівнює 17°С. До якої температури нагрівається газ під час ізобарного нагрівання, отримавши від нагрівника 20 кДж теплоти?
Ответы
Ответ:
Дано:
Maca renilo (m) = 0,2 kr
Початкова температура газу (T1) = 17 °C = 290 K
Кількість поданої теплоти (Q) = 20 кДж
Так як процес відбувається за ізобарою, то тиск газу залишається постійним. За законом ізобарного процесу, зміна теплоти газу дорівнює роботі, яку виконує газ над оточенням. За формулою:
Q = nCPAT,
деп- кількість речовини, Ср- молярна теплоємність при постійному тиску, ДТ - зміна температури.
Визначимо кількість речовини гелію:
n = m/M,
де м - молярна маса гелію, М=4 г/моль.
n = 0,2 кг / 4 г/моль = 50/1000 моль = 0,05 моль.
Так як процес ізобарний, то Ср гелію дорівнює Ср монатомного газу при постійному тиску:
Cp = (5/2)R,
n = m/M,
де М- молярна маса гелію, M= 4 г/моль.
n = 0,2 кг / 4 г/моль = 50/1000 моль = 0,05
моль.
Так як процес ізобарний, то Ср гелію дорівнює Ср монатомного газу при постійному тиску:
Cp = (5/2)R,
де R - універсальна газова стала, R = 8,31 Дж/ (моль·К).
Отже, Q = пСрДТ, тоді
AT=Q/(nCp)
ДТ = 20 кДж / (0,05 моль х (5/2)R)
AT = 20 000 Дж / (0,05 моль x (5/2) х 8,31 Дж/
(моль·К))
AT=481 K
Тому, газ нагріється від 17 °C до (17 + 481) °C = 498°C. Відповідь: 498°С.