В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m=14 г азота. Какое...

Question

48 просмотров

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)

Физика Qsc12_zn (15 баллов) 29 Апр, 18 | 48 просмотров

Дан 1 ответ

Правильный ответ

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 $A=p\cdot \Delta V$ - работа совершаемая газом при его нагревании, иначе эту формулу можно записать как $A=\nu\cdot R\cdot \Delta T$
$\Delta U= \frac{3}{2} \cdot \nu\cdot R\cdot \Delta T$ - изменение внутренней энергии газа.
Из выше описанного имеем:
$Q=\nu\cdot R\cdot \Delta T+\frac{3}{2} \cdot \nu\cdot R\cdot \Delta T= \nu\cdot R\cdot \Delta T\cdot(1+ \frac{3}{2})=2,5\cdot\nu\cdot R\cdot \Delta T$
Количества вещества $(\nu)$ распишем как: $\nu= \frac{m}{M}$ . Тогда $Q=2,5\cdot \frac{m}{M} \cdot R\cdot \Delta T=2,5\cdot \frac{0,014}{0,028} \cdot 8,31\cdot (498-298)=831$ 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 $\Delta T=T_2-T_1=t_2-t_1$

WiLdToNnY_zn (74.8k баллов) 29 Апр, 18