Помогите, срочно!!!
Задача 4. Азот масою m = 0,2 кг був ізобарно нагрітий від температури T1 = 200 К до температури T2 = 400 K. Визначити роботу , виконану газом, отриману їм теплоту і зміну внутрішньої енергії ∆.
Ответы
Ответ:
Для решения этой задачи нужно использовать формулу для работы, выполненной газом:
W = P(V2 - V1)
где W - работа, P - давление газа, V2 и V1 - объемы газа при температурах T2 и T1 соответственно.
Так как задача говорит, что газ был изобарно нагрет, то давление газа остается постоянным. Поэтому формула упрощается до:
W = PΔV
где ΔV - изменение объема газа.
Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT, где n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа, можно получить следующее соотношение:
ΔV = V2 - V1 = (nR/P) * (T2 - T1)
Так как масса газа m дана, можно найти количество вещества газа n, используя молярную массу M газа:
n = m/M
Теперь можно подставить все значения в формулу для работы:
W = P * ((m/M) * R/P) * (T2 - T1)
Упрощая выражение, получаем:
W = m * R * (T2 - T1) / M
Таким образом, работа, выполненная газом, равна m * R * (T2 - T1) / M.
Чтобы найти полученную газом теплоту, можно использовать первый закон термодинамики:
Q = ΔU + W
где Q - теплота, ΔU - изменение внутренней энергии газа.
Так как газ изобарно нагрет, то изменение внутренней энергии связано только с изменением температуры:
ΔU = CmΔT
где Cm - удельная теплоемкость газа при постоянном давлении.
Теперь можно подставить все значения и решить задачу.