Атомарный азот массой 0,28 кг изобарно нагрели на 100 0с. работа газа равна… а) 16,6 кдж

19,8 кДж,

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что работа газа равна разности его внутренней энергии и добавленной или вычерпанной теплоты.

Зная, что азот нагрели на 100°C, мы можем использовать уравнение:

Q = mcΔT,

где Q - теплота, m - масса газа, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость азота при постоянном давлении (Cp) составляет около 1 кДж/(кг*°C), но в задаче сказано, что это масса атомарного азота, поэтому мы должны использовать другую удельную теплоемкость для одноатомных и двухатомных газов.
Для атому азота Cp = 20,8 J/(mol*°C), значение, которое мы должны перевести в объемную удельную теплоемкость Cv, используя следующую формулу:

Cv = Cp - R,

где R - универсальная газовая постоянная (R = 8,314 J/(mol*°C)).

Для атомарного азота Cv ≈ 12,486 J/(mol*°C).

Теперь, чтобы найти работу газа, мы можем использовать следующую формулу:

W = ΔU - Q,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - добавленная или вычерпанная теплота.

Изменение внутренней энергии газа (ΔU) для одноатомного идеального газа равно:

ΔU = nCvΔT,

где n - количество вещества газа, Cv - объемная удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Массу в количестве вещества можно найти, используя следующую формулу:

n = m/M,

где m - масса газа, M - молярная масса газа.

Для атомарного азота M = 28 г/моль.

Теперь давайте найдем все необходимые значения и сделаем все необходимые расчеты:

m = 0,28 кг = 280 г,
M = 28 г/моль.

Тепера найдем количество вещества:

n = 280 г / 28 г/моль = 10 моль.

Теперь мы можем найти изменение внутренней энергии:

ΔU = nCvΔT = 10 моль * 12,486 J/(моль*°C) * 100°C = 12486 Дж.

Теперь найдем добавленную или вычерпанную теплоту Q по формуле:

Q = mcΔT = 280 г * 1 кДж/(кг*°C) * 100°C = 28000 Дж.

И теперь, используя формулу для работы газа:

W = ΔU - Q = 12486 Дж - 28000 Дж = -15514 Дж.

Ответ: Работа газа равна -15514 Дж.