516. Объём 160 г кислорода, температура которого 27°C, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найти работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, изменение внутренней энергии.

Начальная температура \(T_1=27+273=300\text{ К}\). При постоянном давлении объём пропорционален абсолютной температуре, поэтому при удвоении объёма \(T_2=600\text{ К}\), а \(\Delta T=300\text{ К}\).

Количество вещества кислорода: \(\nu=\frac{0.160}{0.032}=5\text{ моль}\). Для двухатомного газа используем \(C_V=\frac{5}{2}R\) и \(C_p=\frac{7}{2}R\).

Работа: \(A=\nu R\Delta T=5\cdot8.31\cdot300=12465\text{ Дж}\).

Количество теплоты: \(Q=\nu C_p\Delta T=\frac{7}{2}\nu R\Delta T=43627.5\text{ Дж}\).

Изменение внутренней энергии: \(\Delta U=\nu C_V\Delta T=\frac{5}{2}\nu R\Delta T=31162.5\text{ Дж}\). Проверка: \(Q=A+\Delta U\).

Ответ: работа — примерно 12,5 кДж; количество теплоты — примерно 43,6 кДж; изменение внутренней энергии — примерно 31,2 кДж.