Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры T1 = 200 К до температуры Т2 = 400 К. Определить работу А

		Физика
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16568
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

• Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры T1 = 200 К до температуры Т2 = 400 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение внутренней энергии азота ΔU.

Решение:

При изобарическом процессе количество затраченной энергии на нагрев азота: , где m – масса азота, μ=28г/моль – молярная масса азота, Cp – молярная изобарная теплоемкость азота. Молярная изобарная теплоемкость вычисляется по формуле , где R=8,31Дж/(моль×К) – молярная газовая постоянная, i – число степеней свободы молекулы (для азота 3 поступательные и 2 вращательные i=5). Поэтому . Подставляем числовые данные. По определению изменение внутренней энергии газа равно , где Cv – молярная изохорная теплоемкость азота. Выражаем изменение внутренней энергии через . Молярная изохорная теплоемкость вычисляется по формуле , где i – число степеней свободы молекулы. Поэтому. Применим первый закон термодинамики. Согласно которому, количество теплоты Q, переданное системе, расходуется на увеличение внутренней энергии ΔU и на внешнюю механическую работу Ответ: Q = 21 кДж; A = 6 кДж; ΔU = 15 кДж