Задача на количество теплоты

1. Найти объем цилиндра:

V = pi;r²h

где:

• V - объем (м³)
• r - радиус цилиндра (м)
• h - высота цилиндра (м)

Диаметр цилиндра d = 10,0 см = 0,1 м. Радиус цилиндра:

r = d / 2 = 0,1 м / 2 = 0,05 м

Высота цилиндра неизвестна, но она не влияет на расчет количества теплоты, поэтому ее можно не учитывать.

2. Найти количество вещества кислорода:

n = m / M

где:

• n - количество вещества (моль)
• m - масса (г)
• M - молярная масса (г/моль)

Молярная масса кислорода M = 32 г/моль.

n = 6,40 г / 32 г/моль = 0,2 моль

3. Найти начальную температуру в кельвинах:

T₁ = t₁ + 273,15

где:

• T₁ - температура в кельвинах (K)
• t₁ - температура в градусах Цельсия (°C)

T₁ = 10 °C + 273,15 = 283,15 K

4. Найти конечную температуру в кельвинах:

T₂ = t₂ + 273,15

T₂ = 25 °C + 273,15 = 298,15 K

5. Найти количество теплоты, необходимое для нагревания газа:

Q = nCᵥ(T₂ - T₁)

где:

• Q - количество теплоты (Дж)
• n - количество вещества (моль)
• Cᵥ - молярная теплоемкость при постоянном объеме (Дж/(моль·K))

Для одноатомного газа, такого как кислород, молярная теплоемкость при постоянном объеме Cᵥ = 20,8 Дж/(моль·K).

Q = 0,2 моль * 20,8 Дж/(моль·K) * (298,15 K - 283,15 K)

Q = 653,76 Дж

Ответ: 653,76 Дж