Какое количество теплоты требуется для изохорного нагревания 4 кг гелия на 100 К? 15 баллов

Физика 8 класс Термодинамика Количество теплоты изохорное нагревание гелий 4 кг 100 К физика 8 класс Новый

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для изохорного нагревания гелия, нам нужно использовать формулу:

Q = n * C_v * ΔT

Где:

• Q - количество теплоты (в джоулях);
• n - количество вещества (в молях);
• C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме (в Дж/(кг·К));
• ΔT - изменение температуры (в К).

Теперь давайте разберем каждый шаг решения:

1. Определим количество вещества (n): Для гелия, который имеет молярную массу примерно 4 г/моль, мы можем найти количество моль в 4 кг гелия.
2. Сначала переведем массу в граммы: 4 кг = 4000 г.
3. Теперь найдем количество моль: n = масса / молярная масса = 4000 г / 4 г/моль = 1000 моль.
4. Удельная теплоемкость при постоянном объеме (C_v): Для одноатомного газа, такого как гелий, удельная теплоемкость при постоянном объеме составляет примерно 3/2 * R, где R - универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·К).
5. Таким образом, C_v = (3/2) * 8.31 Дж/(моль·К) = 12.47 Дж/(моль·К).
6. Изменение температуры (ΔT): У нас есть ΔT = 100 К.
7. Теперь подставим все значения в формулу:
8. Q = n * C_v * ΔT = 1000 моль * 12.47 Дж/(моль·К) * 100 К.
9. Вычислим Q:
10. Q = 1000 * 12.47 * 100 = 1247000 Дж.

Итак, количество теплоты, необходимое для изохорного нагревания 4 кг гелия на 100 К, составляет 1247000 Дж.