Скажите, какое количество теплоты было передано водороду, если установка для изучения законов термодинамики

Скажите, какое количество теплоты было передано водороду, если установка для изучения законов термодинамики включает в себя цилиндрический сосуд с поршнем без трения, а также приборы для измерения давления и температуры? Вначале сосуд был заполнен водородом в объеме 1 л, а затем газ нагревали до тех пор, пока его объем не стал равным 2 л. Предполагается, что газ является идеальным. Ответ округлите до целого числа.
Теплота — это форма энергии, передающаяся между объектами в результате разности температур. Для решения данной задачи, используем закон Бойля-Мариотта, который описывает изменение объема газа при постоянной температуре. Закон гласит, что произведение давления и объема газа остается постоянным.

Изначально у нас был объем водорода 1 л и пусть его начальное давление равно Р1. Затем, после нагревания, объем увеличился до 2 л и его давление стало Р2. По закону Бойля-Мариотта, Р1 * V1 = Р2 * V2. Выразим теперь Р1:

Р1 = (Р2 * V2) / V1 = (Р2 * 2 л) / 1 л = 2 * Р2

Когда газ нагревается, он поглощает теплоту. Давление и объем газа изменяются, но температура остается постоянной. По первому закону термодинамики, изменение внутренней энергии газа равно количеству теплоты, полученной или отданной газом. Если газ получает теплоту, то внутренняя энергия газа увеличивается. Поэтому, количество теплоты, переданное водороду, равно изменению внутренней энергии газа.

Ответ на вопрос задачи о количестве теплоты будет зависеть от изменения внутренней энергии газа, которое можно найти по формуле: ΔU = (3/2) * n * R * ΔT, где ΔU — изменение внутренней энергии, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная, ΔT — изменение температуры.

Однако, по условию задачи известно только изменение объема газа, но не известно изменение температуры или количество молей газа. Поэтому, без этих данных, мы не можем точно определить количество переданной теплоты водороду.

Твой друг не знает ответ? Расскажи!