160 g di ossigeno furono riscaldati a 12°C e ci vollero

Durante il processo di riscaldamento, 160 g di ossigeno sono stati riscaldati a 12°C, utilizzando 1760 J di calore. È necessario determinare come è avvenuto il processo di riscaldamento: isocoro o isobarico.

Il problema n. 20425 viene risolto come segue.

Dalle condizioni del problema si conoscono le seguenti quantità:

$m = 160; \text{g}$ - massa di ossigeno

$\Delta T = 12; ^\circ\text{C}$ - variazione di temperatura

$Q = 1760; \text{J}$ - calore

È necessario determinare come è proceduto il processo di riscaldamento. Per fare ciò usiamo l’equazione di stato di un gas ideale:

$pV=nRT,$

dove $p$ è la pressione del gas, $V$ è il suo volume, $n$ è la quantità di sostanza, $R$ è la costante universale dei gas, $T$ è la temperatura assoluta del gas.

Per un processo isocoro, la variazione di temperatura è correlata alla variazione di pressione e calore come segue:

$\Delta T = \dfrac{Q}{C_v m},$

dove $C_v$ è la capacità termica specifica a volume costante.

Per un processo isobarico, la variazione di temperatura è correlata alla variazione di volume e calore come segue:

$\Delta T = \dfrac{Q}{C_p m},$

dove $C_p$ è la capacità termica specifica a pressione costante.

Esprimiamo la capacità termica specifica a volume costante in termini di capacità termica specifica a pressione costante:

$C_p - C_v = R.$

Poi

$C_v = C_p - R.$

Sostituiamo i valori noti nelle formule per le variazioni di temperatura e troviamo i valori delle capacità termiche specifiche:

$\Delta T_{\text{изохорический}} = \dfrac{Q}{C_v m} \circa 20,1; ^\circ\testo{C},$

$\Delta T_{\text{isobarico}} = \dfrac{Q}{C_p m} \circa 14,5; ^\circ\testo{C}.$

Confrontando i valori ottenuti con $\Delta T = 12; ^\circ\text{C}$, possiamo concludere che il processo di riscaldamento è avvenuto in modo isocoro.

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Il nostro prodotto digitale è una soluzione dettagliata al problema n. 20425 relativo al processo di riscaldamento dell'ossigeno. Nel problema è noto che 160 g di ossigeno sono stati riscaldati a 12°C, utilizzando 1760 J di calore. Il nostro prodotto ti aiuterà a determinare se il processo di riscaldamento è stato isocoro o isobarico.

Ma non è tutto! Il nostro prodotto è progettato in un bellissimo formato html, che ti consente di visualizzare comodamente le informazioni e trovare facilmente le informazioni di cui hai bisogno. Inoltre, forniamo una descrizione dettagliata delle condizioni del problema, delle formule e delle leggi utilizzate nella soluzione, della derivazione della formula di calcolo e della risposta al problema.

Da noi puoi acquistare il nostro prodotto digitale ad un prezzo vantaggioso e iniziare subito ad utilizzarlo per risolvere i tuoi problemi e compiti. Non perdere l'occasione di approfondire la tua conoscenza della scienza e della tecnologia con l'aiuto del nostro prodotto unico!

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Per risolvere il problema utilizziamo l'equazione di stato di un gas ideale: pV=nRT, dove p è la pressione del gas, V è il suo volume, n è la quantità di sostanza, R è la costante universale dei gas, T è la temperatura assoluta del gas.

Per un processo isocoro, la variazione di temperatura è correlata alla variazione di pressione e di calore come segue: ΔT = Q/(Cv*m), dove Cv è il calore specifico a volume costante.

Per un processo isobarico, la variazione di temperatura è correlata alla variazione di volume e di calore come segue: ΔT = Q/(Cp*m), dove Cp è il calore specifico a pressione costante.

Esprimiamo la capacità termica specifica a volume costante attraverso la capacità termica specifica a pressione costante: Cp - Cv = R, quindi Cv = Cp - R.

Sostituiamo i valori noti nelle formule per le variazioni di temperatura e troviamo le capacità termiche specifiche: ΔTisocorico ≈ 20,1°C, ΔTisobarico ≈ 14,5°C. Confrontando i valori ottenuti con ΔT = 12°C, possiamo concludere che il processo di riscaldamento è avvenuto in modo isocoro.

Nel nostro prodotto troverai una descrizione dettagliata delle condizioni del problema, delle formule e delle leggi utilizzate nella soluzione, la derivazione della formula di calcolo e la risposta al problema. Inoltre, il prodotto è progettato in un bellissimo formato html, che ti consente di visualizzare comodamente le informazioni e trovare facilmente le informazioni di cui hai bisogno.

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Questo prodotto è costituito da 160 g di ossigeno, che è stato riscaldato a 12°C utilizzando 1760 J di calore. Per determinare come è andato il processo di riscaldamento, è necessario tenere conto delle condizioni del problema.

Dalle condizioni del problema è noto che è stata spesa una certa quantità di calore, nonché un cambiamento nella temperatura dell'ossigeno. Per determinare il tipo di processo è necessario tenere conto di quale parametro è rimasto costante durante il processo di riscaldamento.

Se il volume dell'ossigeno rimane costante (processo isocoro), è possibile utilizzare l'equazione del bilancio termico:

Q = mcΔT,

dove Q è il calore speso, m è la massa della sostanza, c è la capacità termica specifica, ΔT è la variazione di temperatura.

Se la pressione dell'ossigeno rimane costante (processo isobarico), allora possiamo usare l'equazione:

Q = nCpΔT,

dove n è la quantità di sostanza, Cp è la capacità termica a pressione costante.

Per risolvere questo problema è necessario tenere presente che l'ossigeno è un gas ideale e la sua capacità termica a pressione costante (Cp) è 29,1 J/(mol∙K). È inoltre necessario tenere conto della massa molare dell'ossigeno, che è di 32 g/mol.

Dall’equazione del bilancio termico possiamo esprimere la capacità termica specifica dell’ossigeno:

c = Q/(mΔT).

Sostituiamo i valori noti e otteniamo:

c = 1760/(160∙12) ≈ 0,917 J/(g∙K).

Considerando che l’ossigeno è un gas ideale, possiamo usare l’equazione per una trasformazione isobarica:

nCpΔT = Q.

Riscriviamo questa equazione, esprimendo la quantità di sostanza:

n = Q/(CpΔT).

Sostituiamo i valori noti e otteniamo:

n = 1760/(29,1∙12) ≈ 5,08 mol.

Pertanto, il processo di riscaldamento dell'ossigeno era isobarico.

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