Физика. Термодинамика Задача по термодинамике Один грамм кислорода нагревается при постоянном объеме от температуры 0°С. Какое количество теплоты необходимо сообщить кислороду, чтобы его давление увеличилось в три раза?
Просьба ответ расписать

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Так как у нас задано, что объем газа постоянен, то уравнение примет вид:

P1/T1 = P2/T2

где P1 = P, T1 = T, P2 = 3P (так как давление увеличивается в три раза), T2 - температура после нагревания.

Перепишем уравнение:

P/T = 3P/T2

T2 = T/3

Теперь выразим количество теплоты, которое необходимо сообщить кислороду:

Q = nCvΔT

где Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.

Поскольку у нас один грамм кислорода, то количество вещества n = m/M, где m - масса, M - молярная масса вещества.

Молярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль, следовательно n = 1/32 моль.

Также из уравнения состояния идеального газа найдем CV = R/N_A, где N_A - число Авогадро.

Теперь можем подставить все в выражение для Q:

Q = (1/32) (8.31/6.02210^23) * (T/3 - 0)

Q = (0.001 8.31/6.02210^23) * T/3

Q = 1.38 10^-25 T

Таким образом, количество теплоты, которое необходимо сообщить кислороду, чтобы его давление увеличилось в три раза, равно 1.38 10^-25 T, где T - исходная температура газа в градусах Цельсия.