Какое количество теплоты передалось азоту массой 5 кг при нагревании на ΔТ = 150 К при постоянном объеме? Какое

Kuzya

31

Для решения этой задачи нам понадобятся две формулы: формула для определения количества теплоты, передаваемой телу при нагревании при постоянном объеме, и формула для определения работы, совершаемой газом. Давайте начнем с расчета количества теплоты.

Количество теплоты, \(Q\), передаваемое телу при нагревании при постоянном объеме, можно рассчитать с помощью следующей формулы:

\[Q = mc\Delta T\]

где \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества и \(\Delta T\) - изменение температуры.

В данной задаче нам дана масса азота (\(m = 5 \, \text{кг}\)) и изменение температуры (\(\Delta T = 150 \, \text{К}\)). Однако, нам нужно знать удельную теплоемкость азота (\(c\)), чтобы продолжить расчет.

Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме обычно обозначается как \(C_v\). Ее значение для азота составляет приблизительно \(20,8 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{К)}\). Теперь мы можем подставить все значения в формулу:

\[Q = mc\Delta T = 5 \, \text{кг} \times 20,8 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{К)} \times 150 \, \text{К}\]

После выполнения всех необходимых вычислений мы получим количество теплоты, переданной азоту при нагревании при постоянном объеме.

Теперь перейдем к определению изменения внутренней энергии газа. При постоянном объеме изменение внутренней энергии газа равно количеству теплоты, переданной газу. Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно полученному нами значению количества теплоты.

\(Q = \text{изменение внутренней энергии газа}\).

Наконец, работа, совершенная газом, может быть определена следующей формулой:

\[W = -Q\]

Знак «минус» перед количеством теплоты объясняется тем, что в данном случае газ сжимается при нагревании при постоянном объеме. Таким образом, работа, совершаемая газом, равна противоположному по знаку значению количества теплоты.

Теперь, когда у нас есть все необходимые формулы и значения, мы можем рассчитать ответ для данной задачи. Прошу прощения, нужно исправить ошибку. \(C_v\) для азота составляет \(20,8 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{К)}\).