Дано:
Масса кислорода (m) = 2 кг
Изменение температуры (ΔT) = 5 K
Найти:
1. Количество тепла, необходимое для повышения температуры кислорода на 5 K
2. Увеличение внутренней энергии кислорода
3. Работу газа
Решение:
1. Для начала найдем количество тепла, необходимое, чтобы повысить температуру кислорода:
Q = m * c * ΔT
где c - удельная теплоемкость газа при постоянном объеме (для двуатомных газов, таких как кислород, c = 5R/2)
Удельная газовая постоянная: R = 8.314 Дж/(моль·K)
Отсюда получаем: c = 5 * 8.314 / 2 = 20.785 Дж/(моль·K)
Поскольку молярная масса кислорода (O2) ≈ 32 г/моль, а масса кислорода у нас 2 кг, что равно 2000 г, то количество вещества n = 2000 / 32 = 62.5 моль
Теперь вычислим количество тепла:
Q = 62.5 * 20.785 * 5
Q ≈ 6518 Дж
2. Увеличение внутренней энергии кислорода можно рассчитать как:
ΔU = n * c * ΔT
ΔU = 62.5 * 20.785 * 5
ΔU ≈ 6518 Дж
3. Работу газа можно найти через первый начало термодинамики:
W = ΔU - Q
W = 6518 - 6518
W = 0 Дж
Ответ:
1. Количество тепла, необходимое для повышения температуры кислорода на 5 K: примерно 6518 Дж
2. Увеличение внутренней энергии кислорода: примерно 6518 Дж
3. Работа газа: 0 Дж.