Во время изобарного нагревания объем гелия увеличился в 3 раза. Какую работу осуществил газ? Какое количество теплоты было ему передано? Масса гелия – 24 г, начальная температура 273 К. Напиши дано и решение
Дано:
Масса гелия (m) = 24 г
Начальная температура (T1) = 273 К
Увеличение объема (V2/V1) = 3
Решение:
Для решения этой задачи, нам понадобятся уравнение состояния идеального газа и формулы для работы и теплоты.
Уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Работа, совершенная газом:
W = P(V2 - V1)
Теплота, переданная газу:
Q = nCΔT
где C - удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, ΔT - изменение температуры.
Для решения задачи, нам необходимо найти количество вещества гелия (n), конечный объем (V2), работу (W) и количество теплоты (Q).
1. Найдем количество вещества гелия (n):
n = m/M
где M - молярная масса гелия. Молярная масса гелия равна 4 г/моль, так как атомный номер гелия равен 2.
n = 24 г / 4 г/моль = 6 моль
2. Найдем конечный объем (V2):
V2 = V1 * (V2/V1) = V1 * 3
3. Найдем работу (W):
W = P(V2 - V1)
Для нахождения давления (P), нам необходимо знать начальное и конечное давление газа. В условии задачи не указано, что давление газа изменилось, поэтому предположим, что давление осталось постоянным.
Таким образом, работа (W) будет равна нулю, так как давление не изменилось.
4. Найдем количество теплоты (Q):
Q = nCΔT
Для нахождения удельной теплоемкости гелия при постоянном давлении (C), нам понадобятся дополнительные данные. В условии задачи не указано значение удельной теплоемкости гелия при постоянном давлении, поэтому мы не можем точно рассчитать количество теплоты.
В итоге, работа (W) равна нулю, так как давление не изменилось, и количество теплоты (Q) не может быть рассчитано без дополнительных данных о удельной теплоемкости гелия при постоянном давлении.