Чтобы определить количество вещества газа, воспользуемся формулой для расчета тепла, переданного идеальному газу при постоянном давлении:
\[ Q = n \cdot C_p \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (в нашем случае 60 Дж),
- \( n \) — количество вещества газа (в молях),
- \( C_p \) — удельная теплоемкость газа при постоянном давлении (для идеального одноатомного газа \( C_p \) примерно равно 5/2 R, где R — газовая постоянная, примерно равная 8.31 Дж/(моль·К)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в данном случае 10 K).
Подставим известные значения:
Рассчитаем \( C_p \) для одноатомного газа: \[ C_p = \frac{5}{2} \times 8.31 \, \text{Дж/(моль·К)} = 20.78 \, \text{Дж/(моль·К)} \]
Подставим значения в формулу: \[ 60 \, \text{Дж} = n \cdot 20.78 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 10 \, \text{К} \]
Это упрощается до: \[ 60 = n \cdot 207.8 \]
Теперь решим уравнение относительно \( n \): \[ n = \frac{60}{207.8} \approx 0.288 \, \text{моль} \]
Таким образом, количество вещества газа составляет примерно 0.288 моль.