Чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться формулой для расчета количества теплоты, переданного при изобарном процессе (при постоянном давлении):
[ Q = m \cdot C \cdot \Delta T ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты,
- ( m ) — масса вещества,
- ( C ) — удельная теплоемкость при постоянном давлении,
- ( \Delta T ) — изменение температуры.
Шаг 1: Определение массы кислорода
Масса кислорода, дана в задаче:
[ m = 400 \text{ г} = 0,4 \text{ кг} ] (перевели граммы в килограммы).
Шаг 2: Определение изменения температуры
Изменение температуры (на сколько градусов Цельсия была повышена температура) также указано:
[ \Delta T = 40 \text{ К} ]
(Это также можно воспринимать как 40 °C, так как изменение температур в Кельвинах и Цельсиях одинаково).
Шаг 3: Удельная теплоемкость кислорода
Для кислорода (( O_2 )) удельная теплоемкость при постоянном давлении ( C ) составляет примерно ( C = 0,92 , \text{kJ/(kg·K)} ) или ( 920 , \text{J/(kg·K)} ).
Шаг 4: Подставление значений в формулу
Теперь подставим все известные значения в формулу для расчета количества теплоты.
- Масса ( m = 0,4 \text{ кг} )
- Удельная теплоемкость ( C = 920 , \text{J/(kg·K)} )
- Изменение температуры ( \Delta T = 40 \text{ K} )
Подстановка в уравнение:
[
Q = 0,4 , \text{кг} \cdot 920 , \text{J/(kg·K)} \cdot 40 , \text{K}
]
Шаг 5: Вычисления
Сначала вычислим произведение:
[
Q = 0,4 \cdot 920 \cdot 40
]
- ( 0,4 \cdot 920 = 368 , \text{J/K} )
- Теперь умножим на 40:
[
Q = 368 \cdot 40 = 14720 , \text{J}
]
Ответ
Количество теплоты, переданное кислороду массой 400 г при изобарном нагревании на 40 К, составляет 14720 Дж (или 14,72 кДж).
