Дано:
Исходная температура (T1) = 250 K
Конечная температура (T2) = 680 K
Проведенная работа (A) = 400 Дж
Найти:
Масса водорода в цилиндре
Решение с расчетом:
Работа, произведенная газом при нагревании под постоянным давлением, может быть найдена по формуле: A = n*C_P*(T2 - T1), где n - количество вещества, C_P - удельная теплоемкость при постоянном давлении, T2 и T1 - конечная и исходная температуры.
Сначала найдем изменение температуры:
ΔT = A / (n * C_P)
Теперь найдем количество вещества в газе:
n = ΔT * gas_mass / molar_mass
Теперь найдем массу водорода:
m = n * M_H, где M_H - молярная масса водорода
ΔT = A / (n * C_P) = 400 J / (n * C_P)
n = ΔT * gas_mass / molar_mass
m = n * M_H
Подставим известные значения и рассчитаем массу водорода:
ΔT = 400 J / (n * C_P) = (680 K - 250 K) = 430 K
n = ΔT * gas_mass / molar_mass = 430 K / 2.08 kJ/(kg*K) / 1 * 10^-3 kg/mol ≈ 206.73 mol
m = n * M_H = 206.73 mol * 0.002 kg/mol ≈ 0.41346 kg
Ответ:
Масса водорода в цилиндре составляет примерно 0.41346 кг.