При изобарном расширении 80 г кислорода с температурой 300 К его объем увеличился в 1,5 раза.Определить количество теплоты,израсходованной на нагревание кислорода,работу ,совершенную для его расширение ,и изменение внутренней энергии газа.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нам потребуется использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Сначала найдем начальное количество вещества кислорода:

n = m/M,

где m - масса кислорода, M - молярная масса кислорода. M = 32 г/моль.

n = 80 г / 32 г/моль = 2,5 моль.

Теперь найдем объем в начальном состоянии (V1) и объем в конечном состоянии (V2):

V1 = nRT1/P = 2,5 моль 8,31 Дж/(мольК) * 300 K / P,

V2 = 1,5 * V1.

Для решения задачи нам также нужно знать работу, совершенную при изобарном расширении и изменение внутренней энергии газа.

A = P*(V2 - V1),

где P - давление.

ΔU = nCvΔT = nΔTR/(γ-1),

где Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме, γ - показатель адиабаты.

Теплоемкость при постоянном объеме может быть найдена по формуле Cv = 3/2*R.

Таким образом, сначала найдем давление:
P = nRT1/V1 = 2,5 моль 8,31 Дж/(мольК) * 300 K / V1.

Далее найдем работу, изменение внутренней энергии и количество теплоты.