Дано:
- Масса аргона m = 80 г = 0.08 кг
- Изменение температуры ΔT = 5 К
- Давление P = постоянное (изобарный процесс)
Найти:
- Работу, совершенную газом W
Решение:
1. Для изобарного процесса работа, совершенная газом, вычисляется по формуле:
W = P * ΔV
2. Объем газа можно найти, используя уравнение состояния идеального газа и теплоемкость. Удельная теплоемкость при постоянном давлении для моноатомного газа, такого как аргон, составляет C_p ≈ 5/2 * R. Здесь R = 8.314 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная.
3. Для нахождения изменения объема ΔV можно использовать уравнение:
ΔV = n * R * ΔT / P
где n — количество молей газа. Количество молей n можно найти из массы и молекулярной массы аргона (Ar ≈ 40 г/моль):
n = m / M = 80 г / 40 г/моль = 2 моль
4. Подставим значения:
ΔV = 2 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 5 К / P
= 83.14 / P
5. Работу можно вычислить, подставив значение ΔV:
W = P * ΔV = P * (83.14 / P) = 83.14 Дж
Ответ:
Работа, совершенная аргон при изобарном нагревании на 5 К, составляет 83.14 Дж.