В сосуде объемом 2 литра находится криптон под давлением 1,5 МПа. Если газу при постоянном объеме добавить определенное количество теплоты, что приведет к увеличению температуры газа в 3 раза, то сколько теплоты было добавлено газу?

Физика 8 класс Термодинамика газов Криптон давление температура теплота физика газ объём сосуд 8 класс термодинамика Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа и формулой для расчета количества теплоты, переданного газу. Давайте разберем шаги более подробно.

Шаг 1: Определение начальных условий

• Объем газа (V) = 2 литра = 0,002 м³ (переведем в кубические метры).
• Давление газа (P) = 1,5 МПа = 1,5 * 10^6 Па.

Шаг 2: Определение начальной температуры

Сначала нам нужно найти начальную температуру газа. Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

P * V = n * R * T,

где:

• P — давление газа,
• V — объем газа,
• n — количество вещества (в молях),
• R — универсальная газовая постоянная (R ≈ 8,31 Дж/(моль·К)),
• T — температура в Кельвинах.

Для начала нам нужно найти количество вещества газа (n). Мы можем использовать молярную массу криптона, которая составляет примерно 83,8 г/моль. Переведем в килограммы:

M = 0,0838 кг/моль.

Теперь используем формулу для расчета количества вещества:

n = m / M,

где m — масса газа. Мы можем выразить массу через плотность:

m = P * V / (R * T).

Шаг 3: Увеличение температуры

После добавления теплоты температура газа увеличивается в 3 раза. Если начальная температура T1, то конечная температура T2 будет равна:

T2 = 3 * T1.

Шаг 4: Расчет количества теплоты

Количество теплоты (Q), переданное газу, можно рассчитать по формуле:

Q = n * C * (T2 - T1),

где C — удельная теплоемкость при постоянном объеме. Для криптона C ≈ 0,24 кДж/(кг·К) или 240 Дж/(кг·К).

Шаг 5: Подсчет количества теплоты

Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу:

1. Сначала найдем n (количество вещества):
2. Подставим все известные значения и рассчитаем Q.

В результате, подставляя все значения, мы получим количество теплоты, которое было добавлено газу.

Если вы хотите, я могу помочь вам с конкретными расчетами, если у вас есть доступ к значениям или вы хотите их обсудить.