В цилиндре под поршнем при комнатной температуре находится 1,6 кг кислорода. Какое количество теплоты...

Для решения данной задачи используем формулу для изобарного процесса: Q = m c ΔT

Где: Q - количество теплоты, которое нужно сообщить газу m - масса газа (1,6 кг) c - удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении (0,918 кДж/(кг*°С)) ΔT - изменение температуры (4°С)

Подставляем известные значения: Q = 1,6 кг 0,918 кДж/(кг°С) * 4°С Q = 5,824 кДж

Ответ: 6 кДж (округляем до целого числа)

Для решения этой задачи нужно воспользоваться формулой для количества теплоты, необходимой для нагрева газа при изобарном (постоянном давлении) процессе:

[ Q = n C_p \Delta T ]

где:

• ( Q ) — количество теплоты,
• ( n ) — количество вещества,
• ( C_p ) — удельная теплоёмкость газа при постоянном давлении,
• ( \Delta T ) — изменение температуры.

1. Определим количество вещества ( n ):

Молярная масса кислорода (( O_2 )) составляет 32 г/моль или 0.032 кг/моль.

Масса кислорода ( m = 1.6 ) кг.

[ n = \frac{m}{M} = \frac{1.6 \, \text{кг}}{0.032 \, \text{кг/моль}} = 50 \, \text{моль} ]

1. Удельная теплоёмкость кислорода при постоянном давлении ( C_p ):

Для двухатомного газа (кислород ( O_2 )) удельная теплоёмкость при постоянном давлении ( C_p ) составляет примерно 29.1 Дж/(моль·К).

1. Изменение температуры ( \Delta T ):

[ \Delta T = 4 \, \text{°C} = 4 \, \text{K} ]

(Поскольку изменение температуры в градусах Цельсия и Кельвина одинаково).

1. Теперь можем подставить все значения в формулу:

[ Q = n C_p \Delta T ]

[ Q = 50 \, \text{моль} \times 29.1 \, \text{Дж/(моль·К)} \times 4 \, \text{К} ]

[ Q = 50 \times 29.1 \times 4 = 5820 \, \text{Дж} ]

1. Переведем джоули в килоджоули:

[ Q = \frac{5820 \, \text{Дж}}{1000} = 5.82 \, \text{кДж} ]

1. Округлим до целого числа:

[ Q \approx 6 \, \text{кДж} ]

Таким образом, для повышения температуры 1.6 кг кислорода на 4°С при изобарном процессе потребуется сообщить примерно 6 кДж теплоты.