Кислород масса которого 320 г нагревается при постоянном давлении от 100 до 200 °C. Определить работу расширения и изменения

1). Кислород, масса которого m = 320 г = 0,32 кг нагревается при постоянном давлении (р1 = р1 = р) от t = 100 ºС до t = 200 °C (ΔT = Δt = 100К). Молярную массу газа М найдём из таблицы Менделеева, учитывая, что молекула кислорода включает два атома: М = 2 • 0,0159994 ≈ 0,032 (кг/моль); число молей газа ν = m : M; ν = 0,32 кг : 0,032 кг/моль; ν = 10 моль. 2). Чтобы определить работу расширения газа воспользуемся формулой: А = p • ΔV. Из уравнения состояния идеального газа Менделеева – Клайперона: p • V = ν • R • T, где ν – взятое количество вещества, R = 8,31 Дж/(моль• К) универсальная газовая постоянная, получаем первоначальный объем газа V1 = (ν • R • T1) : p. По закону Гей – Люссака V1 : T1 = V2 : T2; V1 = (V2 • T1) : T2; ΔV = V2 – V1; ΔV = (ΔT • V1) : Т1. Объединим формулы: А = ν • R • ΔT, подставим значения: А = 10 моль • 100 К• 8,31 Дж/(моль• К); А = 8310 Дж. 3). Изменения внутренней энергии газа ΔU = (3/2) • ν • R • ΔT; подставим значения: ΔU = (3/2) • ν • R • ΔT; ΔU = 12465 Дж. Ответ: работа расширения газа А = 8310 Дж, изменения внутренней энергии газа ΔU = 12465 Дж.