М
Молодежь
К
Компьютеры-и-электроника
Д
Дом-и-сад
С
Стиль-и-уход-за-собой
П
Праздники-и-традиции
Т
Транспорт
П
Путешествия
С
Семейная-жизнь
Ф
Философия-и-религия
Б
Без категории
М
Мир-работы
Х
Хобби-и-рукоделие
И
Искусство-и-развлечения
В
Взаимоотношения
З
Здоровье
К
Кулинария-и-гостеприимство
Ф
Финансы-и-бизнес
П
Питомцы-и-животные
О
Образование
О
Образование-и-коммуникации
Анастасия20041981
Анастасия20041981
29.05.2022 05:09 •  Физика

Азот N2, массой 10 г расширяется изотермически при температуре —20ºС, изменяя давление от 202 до 101 кПа. Определить работу расширения, изменение внутренней энергии азота и количество сообщенной ему теплоты.

👇
Ответ:
Edward11111111
Edward11111111
29.05.2022
Для решения задачи, сначала нам понадобятся некоторые известные формулы.

1) Работа, совершенная идеальным газом в процессе расширения от начального объема V1 до конечного объема V2 при постоянной температуре T вычисляется по следующей формуле:
W = -nRT ln(V2/V1),
где n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура (в К) и ln - натуральный логарифм.

2) Для идеального газа изменение внутренней энергии можно вычислить как:
ΔU = nCvΔT,
где ΔU - изменение внутренней энергии, Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме и ΔT - изменение температуры (в К).

3) Количество сообщенной теплоты можно вычислить из формулы:
Q = ΔU + W,
где Q - количество теплоты.

Теперь приступим к решению задачи:

1) Определим количество вещества азота (n). Для этого воспользуемся формулой:
n = масса / молярная масса,
где масса - заданная нам масса азота (10 г), молярная масса азота (N2) равна 28 г/моль.

n = 10 г / 28 г/моль
n ≈ 0.357 моль.

2) Теперь найдем изменение внутренней энергии (ΔU). Для азота molar heat capacity Cv = 20.79 J/(mol·K). Поскольку процесс изотермический, изменение температуры ΔT равно нулю.
ΔU = nCvΔT = 0.357 моль × 20.79 J/(моль·К) × 0 K
ΔU = 0 J.

Заметьте, что внутренняя энергия идеального газа не изменяется при изотермическом процессе.

3) Теперь найдем работу (W). Используя данную формулу:
W = -nRT ln(V2/V1).
Для ее решения, нам понадобится перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины.

T (в К) = T (в ºC) + 273.15.
T = -20 ºC + 273.15 = 253.15 K.

W = -nRT ln(V2/V1)
W = -0.357 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 253.15 K × ln(101 кПа / 202 кПа).
ln(101 кПа / 202 кПа) ≈ ln(0.5) ≈ -0.693.

W = -0.357 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 253.15 K × -0.693
W ≈ 373.35 Дж.

4) Найдем количество сообщенной ему теплоты (Q). Используем формулу:
Q = ΔU + W.
Поскольку ΔU = 0, то:
Q = 0 J + 373.35 J
Q = 373.35 J.

Ответ:
a) Работа расширения азота составляет около 373.35 Дж.
б) Изменение внутренней энергии азота равно 0 Дж.
в) Количество сообщенной ему теплоты равно 373.35 Дж.
4,7(77 оценок)
Проверить ответ в нейросети
Это интересно:
Новые ответы от MOGZ: Физика
logo
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси Mozg
Открыть лучший ответ