Как изменяется внутренняя энергия воздуха при нагревании его от 40 до 80 с при постоянном давлении, если масса воздуха

  • 63
Как изменяется внутренняя энергия воздуха при нагревании его от 40 до 80 с при постоянном давлении, если масса воздуха составляет 200 г, а его объем увеличивается на 0,01 м при давлении 150 кпа? Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении составляет 1000 Дж/ (кг с), а молярная масса воздуха - 29 г/моль.
Petya
36
Чтобы решить задачу, нужно воспользоваться формулой для изменения внутренней энергии вещества. В данном случае у нас меняется температура и объем воздуха при постоянном давлении, поэтому будем использовать следующую формулу:

\(\Delta U = m \cdot c_p \cdot \Delta T\)

Где:
\(\Delta U\) - изменение внутренней энергии воздуха,
\(m\) - масса воздуха,
\(c_p\) - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Для начала, найдем изменение температуры \(\Delta T\):

\(\Delta T = T_2 - T_1\)

\(T_2 = 80 \,^{\circ}C\)
\(T_1 = 40 \,^{\circ}C\)

\(\Delta T = 80 - 40 = 40 \,^{\circ}C\)

Теперь можем рассчитать изменение внутренней энергии \(\Delta U\):

\(\Delta U = m \cdot c_p \cdot \Delta T\)

\(m = 200 \, г\)
\(c_p = 1000 \, \frac{Дж}{кг \cdot с}\)
\(\Delta T = 40 \,^{\circ}C\)

\(\Delta U = 200 \cdot 1000 \cdot 40 = 8 \cdot 10^6 \, Дж\)

Итак, изменение внутренней энергии воздуха при таких условиях нагрева составляет \(8 \cdot 10^6 \, Дж\).