При расширении с постоянным давлением кислорода на 0,04 кг, его температура изменяется на 6 К. При этом была совершена
При расширении с постоянным давлением кислорода на 0,04 кг, его температура изменяется на 6 К. При этом была совершена работа в размере 250 Дж. Какое количество теплоты было передано газу и какое изменение произошло в его внутренней энергии? Удельная теплоемкость кислорода составляет 916 Дж/кг*К.
Карамелька 66
Для решения данной задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме теплоты, переданной газу, и работы, совершенной над газом.Из условия задачи имеем:
\(\Delta m = 0.04\) кг - изменение массы кислорода
\(\Delta T = 6\) К - изменение температуры кислорода
\(Q\) - количество теплоты, переданной газу
\(W = 250\) Дж - совершенная работа
Так как давление \(P\) постоянно, то можем использовать следующее соотношение для работы:
\[W = P \cdot \Delta V\]
где \(P\) - давление, а \(\Delta V\) - изменение объёма.
Так как \(P \cdot \Delta V = n \cdot R \cdot \Delta T\), где \(n\) - количество вещества газа, а \(R\) - универсальная газовая постоянная, то:
\[W = n \cdot R \cdot \Delta T\]
Мы знаем, что масса \(m\) газа связана с количеством вещества \(n\) следующим образом:
\[m = n \cdot M\]
где \(M\) - молярная масса газа.
Таким образом, можем переписать формулу для работы:
\[W = \frac{m}{M} \cdot R \cdot \Delta T\]
Подставляя известные значения, получаем:
\[250 = \frac{0.04}{32} \cdot 8.31 \cdot 6\]
Решая данное уравнение, найдём количество теплоты \(Q\).