Задача В17. Какое количество теплоты нужно передать 2 моль идеального одноатомного газа, чтобы изобарно увеличить его объем в 3 раза, если начальная температура 300 К?

Задача В17. Какое количество теплоты нужно передать 2 моль идеального одноатомного газа, чтобы изобарно увеличить его объем в 3 раза, если начальная температура 300 К?

Обозначим v количество молей газа (количество вещества), — начальный объем газа, — конечный объем газа, — начальную температуру газа, — конечную температуру газа, Q — переданное количество теплоты, р — давление газа, — изменение внутренней энергии газа, А — работу изобарного расширения газа, R — молярную газовую постоянную.

Решение:

Согласно первому закону термодинамики

Изменение внутренней энергии

Работа изобарного расширения

Согласно уравнению Менделеева — Клапейрона

С учетом этого

Температуру найдем из закона Гей-Люссака: при

где по условию , поэтому ,

откуда .

С учетом этого,

Произведем вычисления:

Ответ: Q = 24,93 кДж.

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:

Задачи по физике с решением

Возможно вам будут полезны эти задачи:

Задача В15. В 3 л воды при 40 °C бросили 50 г льда при -4 °C. Какая установилась температура после того, как весь лед растаял? Удельная теплоемкость воды , удельная теплоемкость льда , удельная теплота плавления льда .

Задача В16. В герметически закрытом сосуде находятся 5 моль идеального одноатомного газа при 27 °C. Какое количество теплоты надо передать этому газу, чтобы его давление увеличилось в 3 раза?

Задача В18. На рис. 166 изображен график зависимости температуры куба со стороной 10 см от выделенного им количества теплоты. Плотность вещества куба 7000 . Определить удельную теплоемкость вещества. Ответ округлить до целого числа.

Задача В19. С какой скоростью v должна вылететь из ружья свинцовая дробинка при выстреле, сделанном вертикально вниз с высоты h = 50 м, чтобы при ударе о камень она полностью расплавилась? Начальная температура дробинки = 400 К, температура плавления свинца = 600 К. Удельная теплоемкость свинца с = 0,13 кДж/(кг • К), удельная теплота плавления свинца = 25 кДж/кг.