На какое количество теплоты нагрели газообразный гелий массой 40 г при постоянном давлении, если его температура

София

33

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать формулу для вычисления теплоты постоянного давления \(q = m \cdot C_p \cdot \Delta T\), где:

\(q\) - количество теплоты,
\(m\) - масса гелия,
\(C_p\) - молярная теплоемкость гелия при постоянном давлении,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Для начала, нам нужно найти мольный объем гелия. Для этого воспользуемся формулой \(V = \frac{m}{M}\), где:

\(V\) - мольный объем,
\(m\) - масса газа,
\(M\) - молярная масса газа.

Молярная масса гелия равна 4 г/моль. Подставляем значения и получаем \(V = \frac{40}{4} = 10\) моль.

Далее, найдём молярную теплоемкость гелия при постоянном давлении. Для гелия \(C_p = \frac{5}{2}R\), где:

\(C_p\) - молярная теплоемкость при постоянном давлении,
\(R\) - универсальная газовая постоянная.

Универсальная газовая постоянная \(R\) равна 8,31 Дж/(моль·К). Подставляем значения и находим \(C_p = \frac{5}{2} \cdot 8,31 = 20,775\) Дж/(моль·К).

Теперь можем использовать формулу для вычисления количества теплоты. Подставляем значения:

\(q = 10 \cdot 20,775 \cdot 20 = 4155\) Дж.

Таким образом, газообразный гелий массой 40 г при постоянном давлении нагрелся на 20 К с поглощением 4155 Дж теплоты.