Решите, если не сложно:

1. Внутренняя энергия термодинамической системы уменьшилась на 40 кДж, и при этом система совершила работу против внешних сил 35 кДж. Чему равно количество теплоты, отданное (полученное) термодинамической системой?

2. Чему равна при нормальном атмосферном давлении 1*105 Па и 0°С концентрация молекул идеального одноатомного газа?

3. Как изменится давление газа, если при неизменной концентрации частиц абсолютная температура идеального одноатомного газа увеличится в 4 раза?

4. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж\(кг*К), ее масса 1 кг. В процессе нагревания температура воды поднялась до 80°С при сообщении воде 84 кДж теплоты. Найти начальную температуру воды.

5. При замерзании вода переходит в кристаллическое состояние. Как изменится температура и внутренняя энергия воды?

1. Количество теплоты, отданное (полученное) термодинамической системой можно найти, используя первое начало термодинамики: ΔU = Q - W где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - количество теплоты, W - работа. В данном случае, ΔU = -40 кДж (отрицательное значение означает уменьшение внутренней энергии), W = -35 кДж (так как система совершила работу против внешних сил). Подставляя значения в формулу: -40 кДж = Q - (-35 кДж) -40 кДж = Q + 35 кДж Для нахождения Q, нужно изменить знак и сложить значения: Q = -40 кДж - 35 кДж Q = -75 кДж Количество теплоты, отданное (полученное) термодинамической системой, равно -75 кДж. 2. Для нахождения концентрации молекул идеального одноатомного газа можно использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура. При нормальном атмосферном давлении (P = 1 * 105 Па) и 0°С (T = 273 К), подставляя значения в уравнение: (1 * 105 Па) * V = n * (8.31 Дж/(моль*К)) * (273 К) Поскольку концентрация молекул равна количеству молекул (n) поделенному на объем, можно выразить ее, подставляя значения: концентрация = n/V = ((1 * 105 Па) * V) / ((8.31 Дж/(моль*К)) * (273 К)) 3. Давление газа связано с его температурой по уравнению показательной функции идеального газа: P = nkT, где P - давление газа, n - концентрация частиц газа, k - постоянная Больцмана, T - абсолютная температура. Если абсолютная температура увеличивается в 4 раза, то новое давление gаза будет равно: P_new = n*k*(4T) = 4(n*kT) = 4P Таким образом, давление газа увеличится в 4 раза. 4. Для решения этой задачи нужно использовать формулу теплового баланса: Q = mcΔT где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры. В данной задаче, m = 1 кг, c = 4200 Дж/(кг*К), ΔT = 80°С - Т (начальная температура воды). Подставляя значения и решая уравнение: 84 кДж = (1 кг)(4200 Дж/(кг*К))(80°С - Т) 84 кДж = 4200 Дж/К(80°С - Т) Делим обе части уравнения на 4200 Дж/К: 0,02 к = 80°С - T Вычитаем 80°С из обеих частей уравнения: 0,02 к - 80°С = -T Умножаем обе части уравнения на -1: T - 80°С = -0,02 к Прибавляем 80°С к обеим частям уравнения: T = 80°С - 0,02 к Таким образом, начальная температура воды составляет 80°С - 0,02 к. 5. Воды переходит из жидкого состояния в кристаллическое состояние (лед) при замерзании. При этом, температура воды уменьшается и достигает температуры замерзания. Внутренняя энергия воды также уменьшается. Это происходит потому, что энергия используется для формирования кристаллической структуры льда.