Задание 6 Параграф 86 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

1. Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания гелия массой 4 кг на 100 К?

$$V=\text{const}$$
$$m=4\ \text{кг}$$
$$\Delta T=100\ \text{К}$$
$$M(\text{He})=4\cdot 10^{-3}\ \text{кг/моль}$$
$$R=8{,}31\ \text{Дж/(моль}\cdot\text{К)}$$

При изохорном процессе работа газа равна нулю: $$A=0$$. По первому закону термодинамики

$$Q=\Delta U.$$

Для одноатомного идеального газа, к которому относится гелий,

$$\Delta U=\frac{3}{2}\nu R\Delta T,$$

где $$\nu=\frac{m}{M}$$ — количество вещества.

Тогда

$$Q=\frac{3}{2}\frac{m}{M}R\Delta T.$$

Подставим значения:

$$Q=\frac{3}{2}\cdot \frac{4}{4\cdot 10^{-3}}\cdot 8{,}31\cdot 100$$

$$Q=1{,}25\cdot 10^6\ \text{Дж}.$$

Ответ

$$1{,}25\cdot 10^6\ \text{Дж}=1{,}25\ \text{МДж}$$