Когда объем аммиака в размере 5м³ разлагается, сколько тепла поглощается? Ответ: 5155.13 кДж. Как это произошло?

Ivan

61

Для решения данной задачи нам понадобится знание закона Гей-Люссака и умение применять его формулу. Закон Гей-Люссака утверждает, что объем газа пропорционален его абсолютной температуре, при условии постоянного давления. Формула закона Гей-Люссака записывается следующим образом:

\(\frac{{V_1}}{{T_1}} = \frac{{V_2}}{{T_2}}\),

где \(V_1\) и \(T_1\) - изначальные объем и температура газа, а \(V_2\) и \(T_2\) - конечные объем и температура.

Для данной задачи нам известен начальный объем аммиака, равный 5м³. Поскольку газ разлагается, то его конечный объем равен 0м³. Также, нам необходимо найти количество поглощенного тепла, которое представляет собой изменение внутренней энергии газа.

Пусть начальная температура аммиака составляет \(Т_1\), а конечная температура - \(Т_2\). Поскольку аммиак разлагается при нагревании, то \(Т_2\) будет выше \(Т_1\). Мы не знаем конкретных значений температур, поэтому обозначим их как \(Т_1\) и \(Т_2\).

Применим формулу закона Гей-Люссака:

\(\frac{{5}}{{Т_1}} = \frac{{0}}{{Т_2}}\).

Упростим выражение:

\(0 = 5 \cdot \frac{{Т_2}}{{Т_1}}\).

Теперь рассмотрим формулу для изменения внутренней энергии газа:

\(\Delta Q = n \cdot C \cdot \Delta T\),

где \(\Delta Q\) - изменение внутренней энергии газа, \(n\) - количество вещества газа (в молях), \(C\) - молярная теплоемкость газа, \(\Delta T\) - изменение температуры газа.

В нашем случае изменение внутренней энергии \(Q\) будет равно количеству поглощенного тепла, поэтому формула принимает вид:

\(Q = n \cdot C \cdot \Delta T\).

Поскольку газ разлагается, количество вещества \(n\) у нас не известно, поэтому мы не можем прямо вычислить количество поглощенного тепла. Однако, по определению стандартной молярной теплоемкости мы можем сказать, что при преобразовании одного моля вещества, энергия увеличивается на стандартную молярную теплоемкость.

Таким образом, можно сказать, что при разложении 5 молей аммиака изменение внутренней энергии будет равно:

\(Q = 5 \cdot C \cdot (T_2 - T_1)\).

Это уравнение позволяет нам выразить количество поглощенного тепла через разницу температур газа.

Однако, нам дан ответ в килоджоулях, поэтому нам нужно перевести ответ в соответствующие единицы. 1 джоуль = 0.001 килоджоуля, следовательно, ответ в джоулях можно получить, умножив ответ в килоджоулях на 1000.

Таким образом, ответ можно выразить как:

\(Q = 5 \cdot C \cdot (T_2 - T_1) \cdot 1000\).

Данных о конкретных значениях температур \(T_1\) и \(T_2\) у нас нет, поэтому мы не можем найти точное значение поглощенного тепла. Однако, если у нас были бы эти данные, мы могли бы использовать данную формулу для решения задачи и получения итогового значения поглощенного тепла в килоджоулях.