М = 0,032 кг/моль
m = 0,15 кг
P = const
Решение:
1) Вычислим число молей кислорода по формуле.
n(O2) = = = 4,688 моль
2) Рассчитаем начальный объем кислорода по уравнению состояния идеального газа Манделеева-Кланейрона
рV = nRT =>
V1 = = = 0,11 м3 3) Cовершаемая работа в изобарическом процессе рассчитывается согласно уравнению
А = Р = p(V2-V1) A = p(V2-V1)
A = 1,013×105(0,25-0,11) = 14,18×105 Дж
4) Рассчитаем количество теплоты при изобарическом расширении газа
dQ = dH Cp = ( )p => ΔH =
Изохорная теплоёмкость кислорода равна 5/2 R. По уравнению Майера
Ср-Ср = R, значит изобарная теплоемкость равна Ср = 7/2R = 19,1 Дж/(моль×К)
Q = = nCp(T2-T1)
Найдем температуру Т2:
рV2 = nRT2 => T2 = T1 = , cледовательно, Q = (V2-V1) = (V2-V1)
Q = (0,25 - 0,11) = 49638,7 Дж = 49,6 кДж
5) Рассчитаем изменение внутренней энергии. Изменение внутренней энергии согласно первому закону термодинамики для закрытых систем равно:
ΔU = Q – A = 24,8 – 14,2 = 10,6 кДж