Какое количество теплоты нужно передать одноатомному газу с количеством вещества 100 моль для изобарного нагрева на 200 К?

Физика 11 класс Термодинамика Количество теплоты одноатомный газ изобарный нагрев 100 моль 200 К физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу для количества теплоты, которое требуется для изобарного нагрева (при постоянном давлении) газа. Эта формула выглядит следующим образом:

Q = n * C_p * ΔT

где:

• Q — количество теплоты, необходимое для нагрева;
• n — количество вещества газа (в молях);
• C_p — удельная теплоемкость газа при постоянном давлении (для одноатомного газа C_p = (5/2) * R);
• ΔT — изменение температуры (в Кельвинах).

Теперь подставим известные значения в формулу:

1. У нас есть количество вещества n = 100 моль.

2. Для одноатомного газа C_p = (5/2) * R, где R — универсальная газовая постоянная, равная примерно 8.31 Дж/(моль·К).

3. Изменение температуры ΔT = 200 K.

Теперь найдем значение C_p:

C_p = (5/2) * 8.31 = 20.78 Дж/(моль·К)

Теперь можем подставить все значения в формулу для Q:

Q = 100 моль * 20.78 Дж/(моль·К) * 200 K

Теперь произведем вычисления:

1. Сначала умножим 20.78 Дж/(моль·К) на 200 K: 20.78 * 200 = 4156 Дж/моль.
2. Теперь умножим это значение на 100 моль: 4156 Дж/моль * 100 моль = 415600 Дж.

Таким образом, количество теплоты, необходимое для изобарного нагрева одноатомного газа с количеством вещества 100 моль на 200 K, составляет 415600 Дж или 415.6 кДж.