Как можно вычислить молярную массу многоатомного идеального газа, если известно, что при нагревании массы m = 0,50 кг этого газа на ΔТ = 10 К изобарно требуется на ΔQ = 1,48 кДж тепла больше, чем при изохорном нагревании?

Физика 9 класс Термодинамика идеальных газов молярная масса многоатомный газ Идеальный газ вычисление нагревание Изобарный процесс изохорный процесс тепло ΔQ ΔТ физика 9 класс задачи по физике термодинамика газовые законы Новый

Давайте разберемся, как можно вычислить молярную массу многоатомного идеального газа в данной ситуации! Это не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Главное – правильно использовать формулы и понимать физику процессов.

Для начала, вспомним, что в изобарном процессе (при постоянном давлении) и изохорном процессе (при постоянном объеме) количество теплоты, необходимое для нагрева газа, рассчитывается по разным формулам:

• Изобарный процесс: ΔQ_изоб = m * C_p * ΔT
• Изохорный процесс: ΔQ_изох = m * C_v * ΔT

Где:

• ΔQ – количество теплоты;
• m – масса газа;
• C_p – удельная теплоемкость при постоянном давлении;
• C_v – удельная теплоемкость при постоянном объеме;
• ΔT – изменение температуры.

Из условия задачи мы знаем, что:

• ΔQ_изоб = ΔQ_изох + 1,48 кДж

Подставим формулы для ΔQ:

m * C_p * ΔT = m * C_v * ΔT + 1,48 кДж

Теперь выделим C_p и C_v:

m * (C_p - C_v) * ΔT = 1,48 кДж

Мы знаем, что для идеального газа:

• C_p - C_v = R

Где R – универсальная газовая постоянная. Теперь подставим это в уравнение:

m * R * ΔT = 1,48 кДж

Теперь решим это уравнение для R:

R = 1,48 кДж / (m * ΔT)

Подставим известные значения:

• m = 0,50 кг;
• ΔT = 10 К.

Теперь можем вычислить R:

R = 1,48 кДж / (0,50 кг * 10 К) = 0,296 кДж/(кг·К) = 296 Дж/(кг·К).

Теперь, чтобы найти молярную массу M, используем связь между R и молярной массой:

R = R_0 / M

Где R_0 – универсальная газовая постоянная (приблизительно 8,31 Дж/(моль·К)). Теперь найдем M:

M = R_0 / R = 8,31 Дж/(моль·К) / 296 Дж/(кг·К).

После вычислений получаем:

M ≈ 0,028 моль/кг.

Теперь вы знаете, как вычислить молярную массу многоатомного идеального газа! Это действительно увлекательный процесс, и с каждым шагом вы все больше понимаете физику! Удачи в ваших дальнейших исследованиях!