Сколько теплоты было передано газу, если давление азота, находящегося в сосуде объемом V = 3 л, увеличилось на Δр

Владислав

56

Для решения этой задачи нам понадобятся знания из физики, а именно закона Гей-Люссака и формулы для вычисления теплоты.

Гей-Люссака утверждает, что при постоянном объеме газа его давление и температура прямо пропорциональны. Формула для закона Гей-Люссака выглядит следующим образом:

\[\frac{{p_1}}{{T_1}} = \frac{{p_2}}{{T_2}}\]

где \(p_1\) и \(T_1\) - начальное давление и температура газа, а \(p_2\) и \(T_2\) - конечное давление и температура газа.

Также, для вычисления теплоты, используем формулу:

\[Q = p \cdot V\]

где \(Q\) - теплота, \(p\) - давление, \(V\) - объем.

У нас есть следующие данные:

Начальный объем газа: \(V = 3\) л
Изменение давления: \(\Delta p = 2,2\) МПа

Для того чтобы вычислить теплоту, сначала нам надо определить конечное давление. А для этого воспользуемся законом Гей-Люссака.

Учитывая, что газ находится в закрытом сосуде, его объем остается неизменным. Поэтому можем записать следующее:

\(\frac{{p_1}}{{T_1}} = \frac{{p_2}}{{T_2}}\)

Так как нам дано только изменение давления \(\Delta p\), предположим, что начальное давление равно \(p_1 = 0\), тогда можем записать следующее:

\(\frac{{0}}{{T_1}} = \frac{{\Delta p}}{{T_2}}\)

Очевидно, что при изменении давления температура также должна измениться. Поэтому пусть \(T_1 = 0\) и \(T_2 = \Delta T\), где \(\Delta T\) - изменение температуры.

Теперь можем записать:

\(\frac{{0}}{{0}} = \frac{{2,2}}{{\Delta T}}\)

Получаем, что \(\Delta T\) равно бесконечности. Это означает, что абсолютная температура газа стала равной абсолютному нулю, что в реальных условиях невозможно достичь.

Таким образом, нам невозможно определить конечное давление газа и, соответственно, вычислить теплоту, переданную газу.