Решение: Объем 120 г кислорода при изобарном нагревании увеличился в два раза. Определите

Условие задачи:

Объем 120 г кислорода при изобарном нагревании увеличился в два раза. Определите работу при расширении. Начальная температура 292 К.

Задача №5.4.24 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

\(m=120\) г, \(p=const\), \(V_2=2V_1\), \(T_1=292\) К, \(A-?\)

Работу при изобарном расширении газа \(A\) определяют по формуле:

\[A = p\left( {{V_2} — {V_1}} \right)\]

По условию задачи объем кислорода увеличился в два раза, то есть \(V_2=2V_1\), поэтому:

\[A = p\left( {2{V_1} — {V_1}} \right) = p{V_1}\;\;\;\;(1)\]

Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для начального состояния газа:

\[p{V_1} = \frac{m}{M}R{T_1}\]

Молярная масса кислорода \(M\) (химическая формула O₂) равна 0,032 кг/моль (32 г/моль).

С учетом этого уравнения формула (1) примет вид:

\[A = \frac{m}{M}R{T_1}\]

Мы решили задачу в общем виде. Переведём массу кислорода в систему СИ и посчитаем численный ответ:

\[120\;г = 0,12\;кг\]

\[A = \frac{{0,12}}{{0,032}} \cdot 8,31 \cdot 292 = 9099,45\;Дж\]

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