L'azoto del peso di m=200 g viene riscaldato a pressione costante

L'azoto del peso di 200 g viene riscaldato a pressione costante dalla temperatura t1=20°C alla temperatura t2=200°C. È necessario determinare la quantità di calore assorbita dal gas, l'aumento della sua energia interna e il lavoro compiuto dal gas.

Risposta:

Per risolvere il problema utilizzeremo 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 gassosa, R è la costante universale dei gas, T è la temperatura assoluta del gas.

Dalle condizioni del problema si conosce la massa del gas m = 200 g e la sua composizione, quindi possiamo determinare la quantità di sostanza gassosa n utilizzando la formula:

n = m/M,

dove M è la massa molare del gas. Per l'azoto M = 28 g/mol.

La quantità di sostanza gassosa, e quindi il suo volume, può essere determinata dalle condizioni iniziali:

p1V1 = nRT1,

dove p1 e T1 sono la pressione e la temperatura del gas prima del riscaldamento, V1 è il suo volume.

Allo stesso modo, in base alle condizioni finali, è possibile determinare il volume finale del gas:

p2V2 = nRT2.

A pressione costante il lavoro compiuto da un gas si calcola con la formula:

A = p(V2 - V1).

La quantità di calore assorbita dal gas quando riscaldato è determinata dalla formula:

Q = nСp(T2 - T1),

dove Cp è la capacità termica del gas a pressione costante.

Per l'azoto, Cp = 29 J/(mol K).

Pertanto, la quantità di calore assorbita dal gas quando riscaldato è pari a:

Q = (0,00714 mol) × (29 J/(mol K)) × (200°C - 20°C) = 39,9 kJ.

L’aumento dell’energia interna di un gas può essere determinato dalla formula:

ΔU = Q - A = 39,9 kJ - 15,68 kJ = 24,22 kJ.

Risposta:

La quantità di calore assorbita dal gas durante il riscaldamento è 39,9 kJ. L'aumento dell'energia interna del gas è di 24,22 kJ. Il lavoro compiuto dal gas è 15,68 kJ.

Azoto del peso di m=200 g, riscaldato a pressione costante

Questo prodotto digitale contiene una descrizione dettagliata di un problema fisico che prevede il riscaldamento di 200 g di azoto a pressione costante. La descrizione presenta una soluzione al problema, comprese le formule e le leggi della fisica utilizzate per i calcoli. Inoltre troverai la derivazione della formula di calcolo e la risposta al problema.

Il problema può essere utile per studenti e insegnanti di fisica, nonché per chiunque sia interessato alla fisica. Ordinando questo prodotto digitale, avrai accesso a materiale comprensibile e di alta qualità che ti aiuterà a comprendere meglio i meccanismi dei processi fisici.

Descrizione del prodotto:

Il prodotto digitale "Problema 20322. Soluzione dettagliata" è una descrizione dettagliata della soluzione a un problema di fisica che prevede il riscaldamento di 200 g di azoto a pressione costante. La descrizione presenta le formule e le leggi della fisica utilizzate per i calcoli, nonché la derivazione della formula di calcolo e la risposta al problema.

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Il problema richiede di trovare la quantità di calore che viene assorbita dall'azoto quando viene riscaldato da una temperatura t°1 = 20°C a una temperatura t°2 = 200°C a pressione costante, nonché l'aumento di energia interna del gas e il lavoro compiuto dal gas. Per risolvere il problema, vengono utilizzate l'equazione di stato di un gas ideale, le formule per determinare la quantità di sostanza gassosa, il suo volume, la capacità termica e il lavoro.

Una volta ricevuto questo prodotto digitale, sarai in grado di risolvere rapidamente e facilmente questo problema di fisica e anche di comprendere meglio il funzionamento di un gas ideale quando riscaldato a pressione costante.

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Questo prodotto non è un oggetto fisico, ma piuttosto un problema nel campo della fisica. La descrizione del prodotto fornita descrive il processo di riscaldamento di 200 g di azoto a pressione costante da una temperatura di 20°C a una temperatura di 200°C.

Per risolvere questo problema è necessario utilizzare le leggi della termodinamica, vale a dire la prima legge della termodinamica, che stabilisce una connessione tra la variazione dell'energia interna di un gas, la quantità di calore ricevuta o ceduta dal gas, e il lavoro compiuto dal gas.

Quando si riscalda l'azoto a pressione costante, il lavoro svolto dal gas sarà uguale al prodotto della pressione per la variazione di volume del gas. Se il volume del gas non cambia, il lavoro compiuto dal gas sarà zero.

La quantità di calore assorbita dal gas può essere calcolata utilizzando la formula Q = mcΔT, dove m è la massa del gas, c è il calore specifico del gas a pressione costante, ΔT è la variazione di temperatura.

L'aumento di energia interna di un gas può essere calcolato utilizzando la formula ΔU = Q - A, dove Q è la quantità di calore assorbita dal gas, A è il lavoro compiuto dal gas.

Pertanto, per risolvere questo problema è necessario conoscere la capacità termica specifica dell'azoto a pressione costante e la pressione alla quale avviene il riscaldamento. La risposta al problema può essere ottenuta sostituendo i valori noti nelle formule appropriate.

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