При изохорном нагревании 10 г неона его температура увеличилась на 205 К

Условие задачи:

При изохорном нагревании 10 г неона его температура увеличилась на 205 К. Сколько тепла было передано газу?

Задача №5.5.6 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(V=const\), \(m=10\) г, \(\Delta T=205\) К, \(Q-?\)

Решение задачи:

Запишем первый закон термодинамики:

\[Q = \Delta U + A\;\;\;\;(1)\]

Изменение внутренней энергии неона \(\Delta U\) при увеличении температуры на \(\Delta T\), учитывая то, что неон является одноатомный газом (то есть число степеней свободы атом неона равно 3), можно определить по формуле:

\[\Delta U = \frac{3}{2}\frac{m}{M}R\Delta T\;\;\;\;(2)\]

В этой формуле \(M\) — молярная масса неона Ne, равная 20 г/моль (0,02 кг/моль).

Работа газа \(A\) в изохорном процессе равна нулю, так как газ не изменяет своего объема.

\[A = 0\;\;\;\;(3)\]

Формула (1) с учётом полученных выражений (2) и (3) примет вид:

\[Q = \frac{3}{2}\frac{m}{M}R\Delta T\]

Переведём массу неона \(m\) в систему СИ:

\[10\;г = 0,01\;кг\]

Произведём расчёт численного ответа:

\[Q = \frac{3}{2} \cdot \frac{{0,01}}{{0,02}} \cdot 8,31 \cdot 205 = 1277,7\;Дж\]

Ответ: 1277,7 Дж.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

5.5.5 При адиабатном расширении внутренняя энергия газа уменьшилась на 120 Дж. Какую
5.5.7 Какое количество теплоты сообщили гелию массой 640 г при изобарном нагревании
5.5.8 Определить, какое количество теплоты надо сообщить неону массой 400 г, чтобы