Какое количество теплоты передано кислороду массой 400 г при изобарном нагревании на 40 к? Малярная масса кислорода 0,032 кг/моль.

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.

1. Масса \( m = 0,4 \text{ кг} \)
2. Удельная теплоемкость \( C = 920 \, \text{J/(kg·K)} \)
3. 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:

\[ Q = 0,4 \cdot 920 \cdot 40 \]

1. \( 0,4 \cdot 920 = 368 \, \text{J/K} \)
2. 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).