Дано:
масса азота (m) = 655 г = 0,655 кг
изменение температуры (ΔT) = 79 К
давление (P) = постоянное
Найти:
работу газа (A)
Решение:
Работа газа определяется как произведение давления на изменение объема газа:
A = PΔV
Так как давление постоянное, работу можно выразить через изменение внутренней энергии газа:
A = ΔU = nCvΔT
Где n - количество вещества газа (в молях), Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме.
Массу газа можно перевести в количество вещества, используя молярную массу азота:
m = nM
n = m/M, где M - молярная масса азота (M = 28,97 г/моль)
n = 0,655 кг / 28,97 г/моль = 0,022 моль
Подставляем полученное значение в формулу для работы газа:
A = nCvΔT = 0,022 моль * Cv * 79 K
Удельная теплоемкость при постоянном объеме для двухатомного газа (как азот) Cv = (5/2)R, где R - универсальная газовая постоянная (R = 8,31 Дж/(моль·K))
Cv = (5/2) * 8,31 Дж/(моль·K) = 20,775 Дж/(моль·K)
Подставляем это значение в выражение для работы:
A = 0,022 моль * 20,775 Дж/(моль·K) * 79 K = 36,5845 Дж
Ответ: работа, совершенная газом, составляет 36,5845 Дж.