Дано:
Масса азота (m) = 14 кг
Полученная теплота (Q) = 1,5 МДж = 1,5 * 10^6 Дж
Изменение температуры (ΔT) = 100 K
Найти:
Изменение внутренней энергии азота
Решение с расчетом:
Из первого закона термодинамики следует, что изменение внутренней энергии (ΔU) равно сумме полученной теплоты и проделанной работы, то есть ΔU = Q - W. При изобарном процессе работа (W) равна P*ΔV, где P - давление, ΔV - изменение объема.
Так как процесс изобарный, то работу можно выразить как W = P*ΔV = n*R*ΔT, где n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, ΔT - изменение температуры.
Для молекул азота n = m/M, где M - молярная масса азота.
Итак, изменение внутренней энергии:
ΔU = Q - n*R*ΔT
Выразим количество вещества n: n = m/M = 14 кг / 28.02 г/моль = 500 моль
Универсальная газовая постоянная: R = 8.314 Дж/(моль·К)
ΔU = 1.5 * 10^6 Дж - 500 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 100 К = 1.5 * 10^6 Дж - 415700 Дж = 1084300 Дж
Ответ:
Изменение внутренней энергии азота при данном процессе составляет 1084300 Дж.