Гелій масою 240 г ізобарно нагріли від 25С до
75С. Знайти зміну внутрішньої енергії гелію,
виконану гелієм роботу і передану гелію кількість
теплоти эхх срочно((((
Ответы
Ответ:
287 Дж теплоти.
Объяснение:
Для розв'язання цієї задачі використовується закон газів ідеальних газів:
PV = nRT
де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовини газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу.
Зміна внутрішньої енергії газу визначається різницею між енергією, яку має газ до і після нагрівання:
ΔU = U2 - U1
Для ізобарного процесу, де тиск залишається постійним, зміна внутрішньої енергії визначається лише зміною внутрішньої енергії, пов'язаної з тепловим нагріванням:
ΔU = Q
де Q - кількість теплоти, яку поглинув газ.
Робота, виконана газом, визначається за формулою:
W = PΔV
де ΔV - зміна об'єму газу під час процесу.
Зміна об'єму газу може бути визначена за формулою:
ΔV = V2 - V1 = (nR/P) (T2 - T1)
де V1 і T1 - початковий об'єм і температура газу, V2 і T2 - кінцевий об'єм і температура газу.
За даними умовами:
маса гелію, m = 240 г = 0.24 кг
температура початкова, T1 = 25 C = 298 К
температура кінцева, T2 = 75 C = 348 К
універсальна газова стала, R = 8.31 Дж/(моль·К)
тиск залишається постійним
Знайдемо спочатку зміну об'єму газу:
ΔV = (nR/P) (T2 - T1) = (m/M) (R/P) (T2 - T1)
де M - молярна маса гелію, M = 4 г/моль
ΔV = (0.24 кг / 4 г/моль) (8.31 Дж/(моль·К) / P) (348 K - 298 K) ≈ 4.61 м³
Тепер можна знайти роботу, виконану газом:
W = PΔV = P(V2 - V1) = nRT(P/V) (T2 - T1)
де P/V = nRT/V = P1/V1 - тиск, що залишається постійним
W = P1V1(T2 - T1) / M ≈ 1287 Дж
На останок, знайдемо кількість теплоти, яку поглинув газ:
Q = ΔU = W = 1287 Дж
Отже, зміна внутрішньої енергії гелію складає 1287 Дж, гель виконав роботу в 1287 Дж і отримав 1287 Дж теплоти.