Газообразному аргону массой 80 г сообщают количество теплоты, равное 7 кдж, при этом газ совершает работу, равную 3 кдж. На сколько повышается при этом температура аргона? ответ в кельвинах.
Для решения данной задачи используем первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме полученной системой теплоты и работы, совершенной системой над окружающей средой:
ΔU = Q - W
где ΔU - изменение внутренней энергии системы, Q - полученная системой теплота, и W - совершенная системой работа.
Дано, что Q = 7 кДж и W = 3 кДж.
Также, мы можем использовать формулу для работы газа:
W = pV
где W - совершенная газом работа, p - давление газа, и V - объем газа.
Мы знаем, что совершенная работа равна 3 кДж, поэтому можем записать:
3 кДж = pV
Теперь можем записать первый закон термодинамики в виде:
ΔU = 7 кДж - 3 кДж
ΔU = 4 кДж
Однако, для решения задачи нам необходимо знать, как внутренняя энергия системы связана с изменением температуры газа.
ΔU = nCΔT
где n - количество вещества газа, C - молярная удельная теплоемкость газа, и ΔT - изменение температуры газа.
Нам дана масса газа, поэтому необходимо найти количество вещества газа. Для этого используем молярную массу аргона, которая равна 40 г/моль:
n (моль) = масса (г) / молярная масса (г/моль)
n = 80 г / 40 г/моль
n = 2 моль
Теперь можем выразить ΔT:
ΔU = nCΔT
4 кДж = 2 моль * C * ΔT
Теперь нам необходимо знать молярную удельную теплоемкость аргона, чтобы решить задачу. Допустим, она составляет 12 Дж/моль·К. Тогда можем записать:
i=3
M=40 кг/моль
R=8.31 дж/(моль*K)