Question

В цилиндре под поршнем находится 1,25 кг воздуха. Для его
нагревания на 4 °С при постоянном давлении было затрачено 5 кДж
теплоты. Определите изменение внутренней энергии воздуха (М = 0,029
кг/моль).

Answer 1

Дано:

$m=1,25kg\\dT=4K\\Q=5kJ\\M=0,029kg/mol\\R=8,31J/(kg*mol)$

Решение:

По первому закону термодинамики:

$Q=dU+A$, где $Q,dU,A$ - подведённая теплота газу, изменение энергии газа и работа газа соответственно.

По закону Менделеева-Клапейрона:

$pV=\frac{m}{M} RT$

Работа газа при постоянном давлении:

$A=p*dV=\frac{m}{V}R*dT=\frac{1,25kg}{0,029kg/mol}*8,31J/(kg*mol)*4K=1432,759J$

$dU=Q-A=5000J-1432,759J=3567,241J$

Ответ:

Изменение внутренней энергии газа: 3567,241 джоулей.