Азот массой 5 г нагревается от 20 С при постоянном давлении 150кПА. После нагрева объём газа оказался равным V=12 л. Найти:1)количество теплоты,полученное азотом;2)работу,совершённую газом;3)приращение внутренней энергии.

Объяснение:

Дано:

m = 5 г = 5·10⁻³ кг

M = 28·10⁻³ кг/моль - молярная масса азота

i = 5 - число степеней свободы молекулярного азота.

t₁ = 20°C;     T₁ = 273 + 20 = 293 K

p = 150 000 Па

V₂ = 12 л = 12·10⁻³ м³

Q - ?

A - ?

ΔU - ?

1)

Количество вещества:

ν = m / M = 5/28 ≈ 0,18 моль

2)

По закону Менделеева-Клапейрона:

p·V₂ = ν·R·T₂

Отсюда:

T₂ = p·V₂ / (ν·R) = 150 000·12·10⁻³ / (0,18·8,31) ≈ 1203 К

Тогда:

ΔT = Т₂ - Т₁ = 1203 - 293 = 910 K

3)

Работа газа:

A = ν·R·ΔT = 0,18·8,31·910 ≈ 1360 Дж

4)

Изменение внутренней энергии:

ΔU = (i/2)·ν·R·ΔT = (5/2)·A = 2,5·1360 ≈ 3400 Дж

5)

Количество теплоты:

Q = ΔU + A = 3 400 + 1 360 = 4 760 Дж