Как правильно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания газообразного вещества при изохорном процессе

Задача 32. 
Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 10 г азота от 20 до 25°С, если объем газа не изменяется. 
Решение:
М(N₂) = 28 г/моль.

Количество теплоты, получаемое системой при изохорном процессе, может быть вычислено по уравнению: 

Qp = nCv(T₂ — T₁) = m/MCv(T₂ — T₁)

Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме для двухатомных молекул:

Cv = 5/2R . Следовательно, 

Qp = 10/28 ^. 5/2 ^. 8,314 ^. (25 — 20) = 37,116 Дж.

Ответ: Qp = 37,116 Дж.
 

Задача 33.
Определите количество теплоты, которое нужно затратить для нагревания 10 г водорода от 30 до 100 °С при постоянном объеме. 
Решение:
М(Н₂) = 2 г/моль.

Количество теплоты, получаемое системой при изохорном процессе, может быть вычислено по уравнению: 

Qp = nCv(T₂ — T₁) = m/MCv(T₂ — T₁)

Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме для двухатомных молекул:

Cv = 5/2R. Следовательно, 

Qp = 10/2 ^. 5/2 ^. 8,314 ^. (100 — 30) = 7274,75 Дж.

Ответ: 7274,75 Дж.
 

Задача 34.
Определите количество теплоты, которое нужно затратить для нагревания 8,5 г аммиака от 25 до 40 °С при постоянном объеме.
Решение:
М(NH₃) = 17 г/моль.

Количество теплоты, получаемое системой при изохорном процессе, может быть вычислено по уравнению: 

Qp = nCv(T₂ — T₁) = m/MCv(T₂ — T₁)

Молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды. Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме без учета энергии колебательного движения, то есть при сравнительно невысоких температурах для нелинейных трехатомных и многоатомных молекул: 

Сv = 3R. Следовательно, 

Qp = 8,5/17 ^. 3 ^. 8,314 ^. (40 — 25) = 187 Дж.

Ответ: 187 Дж.