Каким газом проводили эксперимент, если некоторому газу массой 0,125 кг, находящемуся под подвижным поршнем, сообщили

  • 19
Каким газом проводили эксперимент, если некоторому газу массой 0,125 кг, находящемуся под подвижным поршнем, сообщили количество теплоты в размере 228 Дж, и измерения показали повышение его температуры на 2 °C? 1) Водород. 2) Гелий. 3) Кислород. 4) Азот.
Александра
33
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что количество переданной теплоты равно изменению внутренней энергии системы и работы, совершенной над системой. В данном случае, у нас есть количество переданной теплоты, изменение температуры и масса газа подвижным поршнем. Пусть \(Q\) - количество переданной теплоты, \(m\) - масса газа, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Мы можем использовать формулу изменения внутренней энергии газа:

\(\Delta U = mc\Delta T\),

где \(c\) - удельная теплоемкость газа.

Для каждого газа удельная теплоемкость различна, поэтому мы должны найти газ, удельная теплоемкость которого приведет к указанному изменению температуры и количество переданной теплоты.

Допустим, что мы выбираем газ \(X\). Тогда формула изменения внутренней энергии газа будет выглядеть:

\(\Delta U_X = m_Xc_X\Delta T\).

Теперь мы можем использовать эти формулы и данные задачи для нахождения искомого газа:

Подставим данные в формулу изменения внутренней энергии:

\(Q = m_Xc_X\Delta T\).

Разделим обе части уравнения на \(m_X\Delta T\):

\(\frac{Q}{m_X\Delta T} = c_X\).

Теперь мы можем найти удельную теплоемкость газа \(X\), подставив заданные значения:

\(\frac{228 \, \text{Дж}}{0,125 \, \text{кг} \cdot 2 \, \degree C} = c_X\).

Вычислив это выражение, получим:

\[\frac{228 \, \text{Дж}}{0,125 \, \text{кг} \cdot 2 \, \degree C} \approx 912 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \degree C}.\]

Посмотрим на варианты ответов:

1) Водород - нет информации о его удельной теплоемкости.

2) Гелий - нет информации о его удельной теплоемкости.

3) Кислород - нет информации о его удельной теплоемкости.

4) Азот - 912 \(\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \degree C}\).

Исходя из полученных результатов, можно утверждать, что газ, проводивший эксперимент, это азот (вариант 4), так как только у него удельная теплоемкость равна 912 \(\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \degree C}\).