Как правильно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания газообразного вещества при изохорном процессе


Задача 32. 
Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 10 г азота от 20 до 25°С, если объем газа не изменяется. 
Решение:
М(N2) = 28 г/моль.

Количество теплоты, получаемое системой при изохорном процессе, может быть вычислено по уравнению: 

Qp = nCv(T2 - T1) = m/MCv(T2 - T1)

Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме для двухатомных молекул:

Cv = 5/2R . Следовательно, 

Qp = 10/28 . 5/2 . 8,314 . (25 - 20) = 37,116 Дж.

Ответ: Qp = 37,116 Дж.
 


Задача 33.
Определите количество теплоты, которое нужно затратить для нагревания 10 г водорода от 30 до 100 °С при постоянном объеме. 
Решение:
М(Н2) = 2 г/моль.

Количество теплоты, получаемое системой при изохорном процессе, может быть вычислено по уравнению: 

Qp = nCv(T2 - T1) = m/MCv(T2 - T1)

Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме для двухатомных молекул:

Cv = 5/2R. Следовательно, 

Qp = 10/2 . 5/2 . 8,314 . (100 - 30) = 7274,75 Дж.

Ответ: 7274,75 Дж.
 


Задача 34.
Определите количество теплоты, которое нужно затратить для нагревания 8,5 г аммиака от 25 до 40 °С при постоянном объеме.
Решение:
М(NH3) = 17 г/моль.

Количество теплоты, получаемое системой при изохорном процессе, может быть вычислено по уравнению: 

Qp = nCv(T2 - T1) = m/MCv(T2 - T1)

Молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды. Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме без учета энергии колебательного движения, то есть при сравнительно невысоких температурах для нелинейных трехатомных и многоатомных молекул: 

Сv = 3R. Следовательно, 

Qp = 8,5/17 . 3 . 8,314 . (40 - 25) = 187 Дж.

Ответ: 187 Дж.