Давление 400 г азота при его изохорном нагревании увеличилось в 3 раза. Чему равно изменение внутренней энергии азота, если его начальная температура равна 25°C?

Для решения этой задачи нам понадобятся знания из термодинамики, а именно, как внутренняя энергия газа связана с его температурой при изохорном процессе. Давай разберем по порядку: 1. Изохорный процесс означает, что объем газа остается постоянным. В этом случае работа, совершаемая газом, равна нулю. 2. Первый закон термодинамики гласит: ΔU = Q - A, где ΔU - изменение внутренней энергии, Q - теплота, подведенная к газу, A - работа, совершаемая газом. 3. Так как процесс изохорный, A = 0, и ΔU = Q. 4. Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. Для одноатомного газа (например, гелия) U = (3/2) * n * R * T, где n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах. 5. Поскольку давление увеличилось в 3 раза при постоянном объеме, это означает, что температура также увеличилась в 3 раза (из уравнения состояния идеального газа: P = nRT/V). Теперь приступим к вычислениям: 1. Начальная температура T1 = 25°C = 298 K. 2. Конечная температура T2 = 3 * T1 = 3 * 298 K = 894 K. 3. Изменение температуры ΔT = T2 - T1 = 894 K - 298 K = 596 K. Для нахождения изменения внутренней энергии азота (N2), который является двухатомным газом, используем формулу: ΔU = (5/2) * n * R * ΔT Теперь найдем количество вещества азота: n = m / M, где m - масса азота, M - молярная масса азота. m = 400 г = 0.4 кг M(N2) = 28 г/моль = 0.028 кг/моль n = 0.4 кг / 0.028 кг/моль ≈ 14.29 моль Подставим значения в формулу для изменения внутренней энергии: ΔU = (5/2) * 14.29 моль * 8.31 Дж/(моль*K) * 596 K ΔU ≈ 177488 Дж ≈ 177.5 кДж

Ответ: 177.5 кДж