Question

Заверш Решите задачу. ответ округлите до целого.
Аргон (M = 40 кг/кмоль) массой 70 г находится в цилиндре под поршнем. Начальная температура газа 400 К. Определите, какую
работу совершил аргон в изобарном процессе, если его температура увеличилась в 1,5 раза. Аргон считайте идеальным газом.
ответ: А =
Дж​

Answer 1

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу для работы в изобарном процессе:

A = P * ΔV

Где:
A - работа, которую совершил газ (в Дж)
P - давление газа (в Па)
ΔV - изменение объема газа (в м^3)

Для начала, нам нужно найти изменение объема газа (ΔV). Масса газа дана в граммах (70 г), а мы должны перевести ее в количество молей газа (n), используя формулу:

n = масса / M

Где:
n - количество молей газа (в кмоль)
масса - масса газа (в г)
M - молярная масса газа (в кг/кмоль)

В нашем случае, молярная масса газа аргон (M) равна 40 кг/кмоль. Подставляя значения в формулу, получаем:

n = 70 г / 40 кг/кмоль

n = 0,07 кг / 40 кг/кмоль

n = 0,00175 кмоль

Теперь, нам нужно найти изменение объема (ΔV) при увеличении температуры газа в 1,5 раза. Для этого, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

Где:
P - давление газа (в Па)
V - объем газа (в м^3)
n - количество молей газа (в кмоль)
R - универсальная газовая постоянная (в Дж/(моль*К))
T - температура газа (в К)

Мы хотим найти изменение объема (ΔV), а остальные значения остаются постоянными. Давление (P) и количество молей (n) газа не меняются, поэтому их можно сократить в уравнении, получая:

V * T = константа

В начальном состоянии, объем (V) равен V1, а температура (T) равна 400 К. В конечном состоянии, объем (V) равен V2, а температура (T) равна 1,5 * 400 К = 600 К. Подставляя значения и решая уравнение, мы можем найти изменение объема (ΔV):

V1 * 400 К = V2 * 600 К

ΔV = V2 - V1 = V1 * (600 К - 400 К) / 400 К

ΔV = V1 * 200 К / 400 К

ΔV = V1 * 0,5

Так как мы хотим ответить в Дж, нам необходимо перевести ΔV в джоули, используя соотношение 1 Дж = 1 Па * м^3. Также, нам понадобится знать, что 1 кмоль = 1000 моль. Подставляя значения и решая, получаем:

A = P * ΔV = (1 Па) * (V1 * 0,5) = V1 * 0,5 Па

A = V1 * 0,5 * 1 Дж/Па * м^3 * (1000 моль/1 кмоль)

A = V1 * 0,5 * 1 Дж/м^3 * (1000 моль/1 кмоль)

A = V1 * 0,5 * 1000 Дж/м^3 * моль/кмоль

Таким образом, ответ на задачу будет иметь единицу измерения Дж. Важно отметить, что в задаче не указано начальное и конечное значенее объема газа, поэтому мы не можем конкретно вычислить работу совершенную газом. Мы можем только выразить работу через начальное значение объема газа (V1).