Чтобы вычислить увеличение внутренней энергии водорода при изобарном (то есть при постоянном давлении) нагревании, мы можем воспользоваться формулой для вычисления количества теплоты, переданного системе:
[
Q = m \cdot c_p \cdot \Delta T
]
где:
- ( Q ) — количество теплоты (или изменение внутренней энергии в состоянии изобарного процесса),
- ( m ) — масса вещества,
- ( c_p ) — удельная теплоемкость при постоянном давлении,
- ( \Delta T ) — изменение температуры.
Данные из задачи:
- Масса водорода ( m = 2 , \text{кг} )
- Удельная теплоемкость водорода ( c_p = 14 , \text{кДж/кг K} )
- Изменение температуры ( \Delta T = 10 , K )
Подсчет:
Теперь подставим известные значения в формулу:
Убедимся, что все величины имеют одинаковые единицы измерения. В данном случае, удельная теплоемкость дана в килоджоулях, что в общем случае соответствует разумной единице измерения.
Подставляем значения в формулу:
[
Q = 2 , \text{кг} \cdot 14 , \text{кДж/кг K} \cdot 10 , K
]
Теперь произведем расчет:
[
Q = 2 \cdot 14 \cdot 10 = 280 , \text{кДж}
]
Ответ:
Увеличение внутренней энергии водорода массой 2 кг при изобарном его нагревании на 10 K составляет 280 кДж.
Таким образом, мы пришли к окончательному ответу, использовав в расчетах формулу для изменения внутренней энергии, которая используется в термодинамике.