Азот находится в герметичном сосуде при температуре 128 К и давлении 1400 Па. Затем газ подвергается нагреву до 10000 К

Разъяснение:

Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу идеального газа, которая выглядит следующим образом:

PV = nRT

где P — давление газа, V — объем газа, n — количество вещества газа (в молях), R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.

В данном случае, у нас есть начальные условия для газа (до нагревания): T1 = 128 К, P1 = 1400 Па и объем газа (V) не меняется.

Мы знаем, что молекулы азота разложатся на атомы при нагревании, поэтому количество вещества газа (n) также изменится. В конечном состоянии у нас будет n = 0.5, так как молекулы разложатся на два атома азота.

Мы можем использовать эту информацию, чтобы найти конечное давление газа (P2), заменив значения в формуле идеального газа:

P1V1 = nRT1
P2V = nRT2

P1V1 / T1 = P2V / T2

P2 = P1V1T2 / T1V

Также, внутренняя энергия газа (U) может быть выражена через уравнение:

U = 3/2 nRT

Так как молекулы разложились на атомы, количество вещества (n) в конечном состоянии равно 0.5. Подставим это значение и значения R и T2 в формулу:

U = 3/2 * 0.5 * R * T2

Пример использования:

Для данной задачи:

T1 = 128 К
P1 = 1400 Па
T2 = 10000 K

Вычислим давление газа (P2) и внутреннюю энергию (U).

Совет:

Для лучшего понимания этой задачи, полезно обратить внимание на то, что разложение молекул азота на атомы происходит при нагревании и что внутренняя энергия газа зависит от его количества вещества, температуры и универсальной газовой постоянной.

Упражнение:

Пусть у нас есть сосуд с газом при температуре 300 К и давлении 2000 Па. Если мы увеличим температуру до 500 К и уменьшим объем газа в два раза, как изменится давление газа? Какая будет внутренняя энергия газа?