Какую работу совершил воздух массой 290 г при его изобарном нагревании на 20˚С?
от

1 Ответ

Дано: масса воздуха m = 290 г = 0,29 кг, изменение температуры ΔT = 20 °C = 20 K

Найти: работу W

Решение:

Так как процесс изобарный, то работа вычисляется по формуле:

W = PΔV

Так как давление постоянно, то можно выразить ΔV через закон Гей-Люссака:

V2 = V1(1 + αΔT)

где V1 - объем до нагрева, V2 - объем после нагрева, α - коэффициент объемного расширения, ΔT - изменение температуры

Тогда ΔV = V2 - V1 = V1αΔT

Подставляя это выражение в формулу для работы, получаем:

W = P(V1αΔT)

Так как P = nRT/V, где n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура, V - объем, то

W = nRΔT

Так как n = m/M, где m - масса, M - молярная масса вещества, то

W = (m/M)RΔT

Подставляя числовые значения, получаем:

W = (0,29 кг / 0,029 кг/моль) * 8,314 Дж/(моль*К) * 20 К = 1,7 кДж

Ответ: примерно 1,7 кДж.
от