При ізобарному нагріванні азоту масою 448 г, об’єм збільшився в 1,5 рази. Знайти зміну енергії газу, якщо початкова температура 17с о .

Ответ:

Дано:

Маса азоту (m) = 448 г

Зміна об'єму (V₂/V₁) = 1,5

Початкова температура (T₁) = 17°C = 290 K

Знайти: зміну енергії газу (ΔU)

Рішення:

Розрахунок кінцевої температури (T₂)

Ізобарний процес описується законом Бойля-Маріотта: P₁V₁ = P₂V₂

Оскільки тиск (P) залишається постійним, можемо записати: V₂/V₁ = T₂/T₁

Підставляючи відомі значення, отримуємо:

T₂ = T₁ * (V₂/V₁) = 290 K * 1,5 = 435 K

Розрахунок молярної маси азоту (M)

Молярна маса азоту (M) = 28 г/моль

Розрахунок кількості моль азоту (n)

n = m/M = 448 г / 28 г/моль = 16 моль

Розрахунок зміни внутрішньої енергії (ΔU)

Зміна внутрішньої енергії ідеального газу при ізобарному процесі розраховується за формулою:

ΔU = n * Cᵥ * (T₂ - T₁) де Cᵥ - молярна теплоємність при сталому об'ємі для азоту Cᵥ = 20,78 Дж/(моль·K).

Підставляючи відомі значення, отримуємо:

ΔU = 16 моль * 20,78 Дж/(моль·K) * (435 K - 290 K) = 24371,2 Дж

Відповідь: зміна енергії газу при ізобарному нагріванні ΔU = 24371,2 Дж.