Задача на первое начало термодинамики При изобарическом расширении одного моля гелия среднеквадратичная скорость хаотического движения его молекул увеличилась от 0,6 км/с до 1 км/с. Молярная масса гелия равна 4 г/моль. Определите количество теплоты, полученное гелием в этом процессе.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы определить количество теплоты, полученное гелием в этом процессе, нам необходимо воспользоваться первым началом термодинамики.

Первое начало термодинамики для изобарического процесса можно записать в виде:

Q = ΔU + W,

где Q - количество теплоты, полученное системой, ΔU - изменение внутренней энергии системы, W - работа, совершенная системой.

Из известных данных можем определить, что изменение кинетической энергии молекул гелия равно:

ΔKE = 0.5 m (v1^2 - v2^2),

где m - масса одной молекулы гелия, v1 и v2 - начальная и конечная скорость молекул соответственно.

ΔKE = 0.5 (4 г / 6.022 10^23) * (1000^2 - 600^2) м^2 / c^2,

ΔKE = 1.78 * 10^-21 Дж.

Так как процесс идеальный, то всю работу должна совершить теплота, поэтому W = 0, и можем написать уравнение:

Q = ΔU = ΔKE = 1.78 * 10^-21 Дж.

Таким образом, количество теплоты, полученное гелием в этом процессе, составляет 1.78 * 10^-21 Дж.