Чтобы определить количество теплоты, необходимое для нагрева газа (в данном случае водорода, H₂) при постоянном давлении, можно использовать формулу:
\[ Q = n \cdot C_p \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты,
- \( n \) — количество вещества (в молях),
- \( C_p \) — теплоёмкость при постоянном давлении,
- \( \Delta T \) — изменение температуры.
Для водорода (H₂) теплоёмкость при постоянном давлении \( C_p \) примерно равна 28,8 Дж/(моль·К).
- Сначала переведем массу водорода в моле. Молярная масса водорода составляет около 2 г/моль. Таким образом, количество вещества:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{12 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 6 \, \text{моль} \]
- Теперь подставим все известные значения в формулу. Изменение температуры \( \Delta T \) равно 50 K.
\[ Q = 6 \, \text{моль} \cdot 28,8 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 50 \, \text{К} \]
- Посчитаем количество теплоты:
\[ Q = 6 \cdot 28,8 \cdot 50 = 8640 \, \text{Дж} \]
Таким образом, для нагрева 12 граммов водорода на 50 градусов Кельвина при постоянном давлении необходимо передать 8640 Дж теплоты.