Для решения данной задачи по адиабатному расширению азота, мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии (ΔU) системы равно разности суммы тепла (Q) и работы (W), то есть ΔU = Q - W.
В данном случае говорится, что совершена работа (W) равна 416 кДж. Масса азота (m) равна 56 г.
Чтобы решить задачу, нам необходимо знать соотношение между тепловым эффектом и изменением внутренней энергии для процесса адиабатного расширения газа. В термодинамике известно, что при адиабатном процессе внутренняя энергия газа зависит только от его температуры. Используя уравнение состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа, можно записать изменение внутренней энергии ΔU = nCvΔT, где Cv - молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме газа, ΔT - изменение температуры газа.
Мы можем использовать это соотношение, чтобы выразить изменение внутренней энергии ΔU через работу W и массу азота m. Первым шагом найдем количество вещества газа n, используя молярную массу азота (M=28 г/моль). n = m/M
n = 56 г / 28 г/моль = 2 моль
Теперь мы можем записать уравнение для изменения внутренней энергии ΔU = nCvΔT и выразить ΔU через заданные значения.
416 кДж = 2 моль * Cv * ΔT
Теперь нам нужно узнать молярную удельную теплоемкость при постоянном объеме газа Cv для азота. По данным таблиц, Cv для азота составляет примерно 20.8 Дж/(моль·К).
Заменим известные значения в уравнении:
416 кДж = 2 моль * 20.8 Дж/(моль·К) * ΔT
Переведем кДж в Дж:
416 кДж = 416,000 Дж
416,000 Дж = 2 моль * 20.8 Дж/(моль·К) * ΔT
Теперь можем выразить изменение температуры ΔT:
416,000 Дж / (2 моль * 20.8 Дж/(моль·К)) = ΔT
Подсчитаем:
ΔT ≈ 10,000 K
Таким образом, изменение внутренней энергии ΔU равно 416 кДж, а изменение температуры ΔT равно 10,000 K.
Эта информация позволяет нам рассчитать изменение внутренней энергии и температуры газа при адиабатном расширении азота при заданных условиях.
Для решения данной задачи по адиабатному расширению азота, мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии (ΔU) системы равно разности суммы тепла (Q) и работы (W), то есть ΔU = Q - W.
В данном случае говорится, что совершена работа (W) равна 416 кДж. Масса азота (m) равна 56 г.
Чтобы решить задачу, нам необходимо знать соотношение между тепловым эффектом и изменением внутренней энергии для процесса адиабатного расширения газа. В термодинамике известно, что при адиабатном процессе внутренняя энергия газа зависит только от его температуры. Используя уравнение состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа, можно записать изменение внутренней энергии ΔU = nCvΔT, где Cv - молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме газа, ΔT - изменение температуры газа.
Мы можем использовать это соотношение, чтобы выразить изменение внутренней энергии ΔU через работу W и массу азота m. Первым шагом найдем количество вещества газа n, используя молярную массу азота (M=28 г/моль). n = m/M
n = 56 г / 28 г/моль = 2 моль
Теперь мы можем записать уравнение для изменения внутренней энергии ΔU = nCvΔT и выразить ΔU через заданные значения.
416 кДж = 2 моль * Cv * ΔT
Теперь нам нужно узнать молярную удельную теплоемкость при постоянном объеме газа Cv для азота. По данным таблиц, Cv для азота составляет примерно 20.8 Дж/(моль·К).
Заменим известные значения в уравнении:
416 кДж = 2 моль * 20.8 Дж/(моль·К) * ΔT
Переведем кДж в Дж:
416 кДж = 416,000 Дж
416,000 Дж = 2 моль * 20.8 Дж/(моль·К) * ΔT
Теперь можем выразить изменение температуры ΔT:
416,000 Дж / (2 моль * 20.8 Дж/(моль·К)) = ΔT
Подсчитаем:
ΔT ≈ 10,000 K
Таким образом, изменение внутренней энергии ΔU равно 416 кДж, а изменение температуры ΔT равно 10,000 K.
Эта информация позволяет нам рассчитать изменение внутренней энергии и температуры газа при адиабатном расширении азота при заданных условиях.