Идеальный однортомный газ массы т- 12 г и молярной массой М-32 г/ моль нагревают от температуры t1 20 12 й объем газ Увеличивастся. Определите: внутренцюю энергию газа при температуре t1, работу газа и работу над газом, количество теплоты полученное газом при нагревании

Для решения задачи нам нужно знать уравнение состояния идеального газа:

pV = nRT,

где p - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Первым шагом мы можем найти количество вещества газа:

n = m / M,

где m - масса газа, M - его молярная масса.

n = 12 г / 32 г/моль = 0.375 моль

Теперь мы можем найти начальное давление газа, используя уравнение состояния идеального газа при температуре t1:

p1V = nRT1

p1 = nRT1 / V

Для того, чтобы найти внутреннюю энергию газа при температуре t1, мы можем использовать следующее выражение:

U1 = (3/2) nRT1,

где (3/2) - средняя кинетическая энергия молекул идеального газа.

Чтобы найти работу газа, мы можем использовать формулу:

W = p1(V2 - V1),

где V1 - начальный объем газа, V2 - конечный объем газа.

Чтобы найти количество теплоты, полученное газом при нагревании, мы можем использовать формулу:

Q = U2 - U1 + W,

где U2 - внутренняя энергия газа при конечной температуре.

Находим начальное давление газа:

p1 = nRT1 / V1 = 0.375 моль * 8.31 Дж/(моль*К) * 293 К / 0.02 м^3 = 1443.94 Па

Находим конечный объем газа:

V2 = V1 * (t2 / t1) = 0.02 м^3 * (112 / 20) = 0.112 м^3

Находим конечное давление газа:

p2 = nRT2 / V2 = 0.375 моль * 8.31 Дж/(моль*К) * 385 К / 0.112 м^3 = 11157.59 Па

Находим внутреннюю энергию газа при температуре t1:

U1 = (3/2) nRT1 = (3/2) * 0.375 моль * 8.31 Дж/(моль*К) * 293 К = 1556.43 Дж

Находим работу газа:

W = p1(V2 - V1) = 1443.94 Па * (0.112 м^3 - 0.02 м^3) = 1290.55 Дж

Находим конечную внутреннюю энергию газа:

U2 = (3/2) nRT2 = (3/2) * 0.375 моль * 8.31 Дж/(моль*К) * 385 К = 2326.94 Дж

Находим количество теплоты, полученное газом при нагревании:

Q = U2 - U1 + W = 2326.94 Дж - 1556.43 Дж + 1290.55 Дж = 1061.06 Дж

Ответ:

- Внутренняя энергия газа при температуре t1: 1556.43 Дж
- Работа газа: 1290.55 Дж
- Количество теплоты, полученное газом при нагревании: 1061.06 Дж