Дано:
Объем сосуда (V) = 2.5 л = 2.5 * 10^(-3) м³
Температура водорода до охлаждения (T1) = 17 °C = 17 + 273 = 290 K
Температура водорода после охлаждения (T2) = 0 °C = 0 + 273 = 273 K
Давление водорода (P) = 15 кПа = 15 * 10^3 Па
Найти:
Количество отданного газом тепла
Решение:
Для нахождения количества отданного газом тепла воспользуемся законом Гей-Люссака-Мариотта, который утверждает, что при постоянном давлении объем газа пропорционален абсолютной температуре:
V1 / T1 = V2 / T2
Используя начальные данные и закон Гей-Люссака-Мариотта, найдем итоговый объем водорода после охлаждения:
V2 = V1 * T2 / T1 = 2.5 * 10^(-3) * 273 / 290 ≈ 2.36 * 10^(-3) м³
Так как давление газа осталось неизменным, можем считать, что изменение объема произошло при постоянном давлении.
Теперь найдем количество тепла, отданного газом при охлаждении, используя уравнение идеального газа:
Q = V * P * ΔT
Где:
Q - количество тепла (Дж)
V - итоговый объем газа (м³)
P - давление газа (Па)
ΔT - изменение температуры (K) = T1 - T2
Подставим известные значения и рассчитаем количество отданного газом тепла:
Q = 2.36 * 10^(-3) * 15 * 10^3 * (290 - 273) ≈ 59.48 Дж
Ответ:
Количество отданного водородом тепла при охлаждении составляет примерно 59.48 Дж.