Пусть азот нагревается при постоянном давлении. Зная, что масса азота m = 280 г, количество затраченной теплоты Q = 600 Дж и удельная
теплоёмкость азота при постоянном объёме c v = 745 Дж/(кг • К),
определите, на сколько повысилась температура азота. Молярная масса
азота М = 0,028 кг/моль.
Решите задачу.
ΔT = Q / (m * c_p)
Где ΔT - изменение температуры, Q - затраченная теплота, m - масса вещества, c_p - удельная теплоемкость вещества при постоянном давлении.
В данной задаче нам даны следующие значения:
m = 280 г = 0,28 кг (Переводим массу из граммов в килограммы)
Q = 600 Дж
c_v = 745 Дж/(кг • К)
Перед тем, как продолжить решение, стоит отметить, что у нас дана удельная теплоемкость при постоянном объеме (c_v), но нам необходимо знать удельную теплоемкость при постоянном давлении (c_p). Однако, существует соотношение между этими двумя значениями:
c_p = c_v + R
Где R - универсальная газовая постоянная. Для азота R = 8,31 Дж/(моль·К).
Теперь, зная молярную массу азота M = 0,028 кг/моль, можно найти количество вещества (в молях):
n = m / M
Подставляем все в формулу для изменения температуры:
ΔT = Q / (m * (c_v + R)) = Q / (n * M * (c_v + R))
ΔT = 600 / (0,28 * (0,028 / 0,28) * (745 + 8,31)) = 600 / (0,01 * (1 * (745 + 8,31))) = 600 / ((1 * 753,31) = 0,798 К
Таким образом, температура азота повысилась на 0,798 К (кильвин).