Azot o masie m=200 g ogrzewa się pod stałym ciśnieniem

Azot o masie 200 g podgrzewa się pod stałym ciśnieniem od temperatury t1=20°C do temperatury t2=200°C. Należy wyznaczyć ilość ciepła pobranego przez gaz, przyrost jego energii wewnętrznej oraz pracę wykonaną przez gaz.

Odpowiedź:

Aby rozwiązać problem, skorzystamy z równania stanu gazu doskonałego:

pV = nRT,

gdzie p to ciśnienie gazu, V to jego objętość, n to ilość substancji gazowej, R to uniwersalna stała gazowa, T to temperatura bezwzględna gazu.

Z warunków zadania znana jest masa gazu m = 200 g oraz jego skład, zatem ilość substancji gazowej n możemy wyznaczyć ze wzoru:

n = m/M,

gdzie M jest masą molową gazu. Dla azotu M = 28 g/mol.

Ilość substancji gazowej, a tym samym jej objętość, można określić na podstawie warunków początkowych:

p1V1 = nRT1,

gdzie p1 i T1 to ciśnienie i temperatura gazu przed ogrzewaniem, V1 to jego objętość.

Podobnie, zgodnie z warunkami końcowymi, można wyznaczyć końcową objętość gazu:

p2V2 = nRT2.

Pracę wykonaną przez gaz przy stałym ciśnieniu oblicza się ze wzoru:

A = p(V2 - V1).

Ilość ciepła pochłoniętego przez gaz podczas ogrzewania określa się według wzoru:

Q = nСp(T2 - T1),

gdzie Cp jest pojemnością cieplną gazu pod stałym ciśnieniem.

Dla azotu Cp = 29 J/(mol K).

Zatem ilość ciepła pochłonięta przez gaz po podgrzaniu jest równa:

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

Wzrost energii wewnętrznej gazu można określić ze wzoru:

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

Odpowiedź:

Ilość ciepła pobranego przez gaz podczas ogrzewania wynosi 39,9 kJ. Przyrost energii wewnętrznej gazu wynosi 24,22 kJ. Praca wykonana przez gaz wynosi 15,68 kJ.

Azot o masie m=200 g, ogrzewany pod stałym ciśnieniem

Ten cyfrowy produkt zawiera szczegółowy opis problemu fizycznego polegającego na ogrzewaniu 200 g azotu pod stałym ciśnieniem. W opisie przedstawiono rozwiązanie problemu wraz ze wzorami i prawami fizyki stosowanymi w obliczeniach. Dodatkowo znajdziesz wyprowadzenie wzoru obliczeniowego i odpowiedź na zadanie.

Problem może być przydatny dla studentów i nauczycieli fizyki, a także dla wszystkich zainteresowanych fizyką. Zamawiając ten produkt cyfrowy, uzyskasz dostęp do wysokiej jakości i zrozumiałego materiału, który pomoże Ci lepiej zrozumieć mechanizmy procesów fizycznych.

Opis produktu:

Produkt cyfrowy „Zadanie 20322. Rozwiązanie szczegółowe” to szczegółowy opis rozwiązania zadania fizycznego polegającego na ogrzaniu 200 g azotu pod stałym ciśnieniem. W opisie przedstawiono wzory i prawa fizyki użyte do obliczeń, a także wyprowadzenie wzoru obliczeniowego i odpowiedź na zadanie.

Problem może być przydatny dla studentów i nauczycieli fizyki, a także dla wszystkich zainteresowanych fizyką. Zamawiając ten produkt cyfrowy, uzyskasz dostęp do wysokiej jakości i zrozumiałego materiału, który pomoże Ci lepiej zrozumieć mechanizmy procesów fizycznych.

Zadanie polega na wyznaczeniu ilości ciepła, jaką azot pochłonie przy ogrzaniu od temperatury t°1 = 20°C do temperatury t°2 = 200°C przy stałym ciśnieniu oraz przyrostu energii wewnętrznej gazu i pracę wykonaną przez gaz. Aby rozwiązać problem, stosuje się równanie stanu gazu doskonałego, wzory na określenie ilości substancji gazowej, jej objętości, pojemności cieplnej i pracy.

Po otrzymaniu tego produktu cyfrowego będziesz w stanie szybko i łatwo rozwiązać ten problem fizyczny, a także lepiej zrozumieć działanie gazu doskonałego po podgrzaniu pod stałym ciśnieniem.

***

Ten produkt nie jest przedmiotem fizycznym, ale raczej problemem w dziedzinie fizyki. Podany przez Państwa opis produktu opisuje proces ogrzewania 200 g azotu pod stałym ciśnieniem od temperatury 20°C do temperatury 200°C.

Aby rozwiązać ten problem, konieczne jest skorzystanie z praw termodynamiki, a mianowicie pierwszej zasady termodynamiki, która ustanawia związek pomiędzy zmianą energii wewnętrznej gazu, ilością ciepła odbieranego lub oddawanego przez gaz, a praca wykonana przez gaz.

Podczas ogrzewania azotu pod stałym ciśnieniem praca wykonana przez gaz będzie równa iloczynowi ciśnienia i zmiany objętości gazu. Jeśli objętość gazu nie ulegnie zmianie, praca wykonana przez gaz wyniesie zero.

Ilość ciepła pobranego przez gaz można obliczyć ze wzoru Q = mcΔT, gdzie m to masa gazu, c to ciepło właściwe gazu pod stałym ciśnieniem, ΔT to zmiana temperatury.

Przyrost energii wewnętrznej gazu można obliczyć ze wzoru ΔU = Q - A, gdzie Q jest ilością ciepła pobranego przez gaz, A jest pracą wykonaną przez gaz.

Zatem, aby rozwiązać ten problem, konieczna jest znajomość ciepła właściwego azotu przy stałym ciśnieniu oraz ciśnienia, przy którym następuje ogrzewanie. Odpowiedź na problem można uzyskać podstawiając znane wartości do odpowiednich wzorów.

***

1. Świetny produkt cyfrowy! Jakość dźwięku jest na najwyższym poziomie, a interfejs jest łatwy w obsłudze.
2. Jestem bardzo zadowolony z zakupu produktu cyfrowego. Jest po prostu idealny do pracy i zabawy.
3. Produkt cyfrowy został dostarczony bardzo szybko i otrzymałem wszystko, czego oczekiwałem. To był świetny wybór!
4. Używałem tego produktu cyfrowego w pracy i stwierdziłem, że jest niezawodny i skuteczny. Poleciłbym to wszystkim moim znajomym.
5. Zakupiony przeze mnie produkt cyfrowy jest absolutnie niesamowity! Jest bardzo łatwy w obsłudze i ma wszystkie funkcje, których potrzebuję.
6. Używałem tego produktu cyfrowego podczas studiów i uznałem go za bardzo przydatny i łatwy w użyciu. Polecam wszystkim studentom!
7. Zakupiony przeze mnie produkt cyfrowy był naprawdę wysokiej jakości. Używałem go do różnych zadań i spełnia swoje zadanie!
8. Kupiłem ten produkt cyfrowy dla zabawy i okazał się niesamowity. Jakość dźwięku i obrazu jest na najwyższym poziomie!
9. Zakupiony przeze mnie produkt cyfrowy był bardzo łatwy w użyciu. Szybko udało mi się go skonfigurować i zacząć z niego korzystać.
10. Jestem bardzo zadowolony z zakupu produktu cyfrowego. Okazało się, że jest bardzo łatwy w użyciu i mogę go polecić wszystkim moim znajomym.