Что нужно найти, если нагретый азот массой 5 кг остается при постоянном объеме и его температура увеличивается

Для решения этой задачи мы можем использовать основное уравнение термодинамики для идеального газа:

\[
\Delta U = Q - W
\]

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии, \(Q\) - количество теплоты, переданное газу, и \(W\) - работа, выполненная газом.

Для начала, найдем количество теплоты, переданное газу. Мы можем использовать уравнение:

\[
Q = m \cdot c \cdot \Delta T
\]

где \(m\) - масса газа, \(c\) - удельная теплоемкость газа, а \(\Delta T\) - изменение температуры.

Масса газа \(m\) равна 5 кг, а изменение температуры \(\Delta T\) равно 150 К.

Удельная теплоемкость азота \(c\) равна 1,04 кДж/(кг·К) (это усредненное значение, для точного решения нужна таблица удельных теплоемкостей).

Подставляя значения в уравнение, получаем:

\[
Q = 5 \, \text{кг} \cdot 1,04 \, \text{кДж/(кг·К)} \cdot 150 \, \text{К}
\]

\[
Q = 780 \, \text{кДж}
\]

Таким образом, количество теплоты, переданное газу, равно 780 кДж.

Теперь найдем изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\). Подставим известные значения в уравнение:

\[
\Delta U = Q - W
\]

Известно, что объем газа остается постоянным, поэтому работа \(W\) равна 0, так как работа вычисляется по формуле:

\[
W = P \cdot \Delta V
\]

где \(P\) - давление газа, а \(\Delta V\) - изменение объема. При постоянном объеме \(\Delta V\) равно 0.

Следовательно, \(\Delta U = Q - 0 = Q\).

Таким образом, изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\) равно 780 кДж.

Наконец, работа, выполненная газом \(W\), равна 0, так как объем газа остается постоянным.

В итоге, ответы на поставленные вопросы:

1) Количество теплоты \(Q\), переданное газу, равно 780 кДж.
2) Изменение внутренней энергии газа \(\Delta U\) равно 780 кДж.
3) Работа, выполненная газом \(W\), равна 0.