Дано:
- Объем сосуда (V) = 2 л = 0.002 м³
- Плотность гелия (ρ) = 2 кг/м³
- Повышение температуры (ΔT) = 10 K
- Молярная масса гелия (m) = 0.004 кг/моль
Найти:
Количество теплоты, необходимое для повышения температуры гелия.
Решение:
Масса гелия в сосуде можно найти, зная его плотность и объем:
m = ρ * V
Количество вещества гелия можно выразить через его массу и молярную массу:
n = m / M
Для идеального газа справедлив закон Гей-Люссака:
P * V = n * R * T
Учитывая, что P * V = n * R * T, можем записать:
Q = c * m * ΔT,
где Q - количество теплоты, c - удельная теплоемкость гелия при постоянном давлении, m - масса гелия, ΔT - изменение температуры.
Найдем массу гелия в сосуде:
m = ρ * V = 2 * 0.002 = 0.004 кг
Найдем количество вещества гелия:
n = m / M = 0.004 / 0.004 = 1 моль
Теперь рассчитаем количество теплоты:
Q = c * m * ΔT = 20 * 0.004 * 10 = 0.8 Дж
Ответ:
Количество теплоты, необходимое для повышения температуры гелия на 10 K, составляет 0.8 Дж.