Какое изменение происходит во внутренней энергии кислорода во время данного процесса, если кислород массой

Для решения данной задачи, нам необходимо выяснить, какое изменение происходит во внутренней энергии кислорода во время данного процесса.

Известные данные:
Масса кислорода: 10 г (Масса молекулы кислорода = \(32 \cdot 10^{-3}\) кг/моль)
Давление: \(3 \cdot 10^5\) Па
Температура: 10 °C (С учетом Кельвина, температура будет \(10 + 273 = 283\) K)
Объем: 10 л

Для начала, нам необходимо определить количество вещества кислорода в молях.
Для этого, воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

Где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса.

Подставив известные значения, получим:

\[n = \frac{10}{32 \cdot 10^{-3}} \approx 312.5 \text{ моль}\]

Затем, мы должны использовать уравнение внутренней энергии:
\(\Delta U = q - P \Delta V\)

Где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии, q - тепло, P - давление, \(\Delta V\) - изменение объема газа.

Поскольку процесс происходит при постоянном давлении, формула упрощается до:
\(\Delta U = q - P \Delta V\)

Тепло q, необходимое для нагревания кислорода, можно вычислить с помощью следующей формулы:

\(q = mc\Delta T\)

Где q - тепло, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Подставим известные значения в формулу тепла:

\(q = 10 \cdot 0.920 \cdot (283 - 10) \approx 24560 \text{ Дж}\)

Теперь, найдем изменение объема газа:

\(\Delta V = V - V_0\)

Где \(\Delta V\) - изменение объема газа, V - конечный объем, \(V_0\) - начальный объем.

Подставим известные значения и найдем \(\Delta V\):

\(\Delta V = 10 - 0 = 10 \text{ л}\)

Таким образом, мы можем вычислить изменение внутренней энергии:

\(\Delta U = q - P \Delta V\)

\(\Delta U = 24560 - 3 \cdot 10^5 \cdot 10\)

\(\Delta U = 24560 - 3 \cdot 10^6\)

\(\Delta U = -297440\)

Ответ: Изменение внутренней энергии кислорода составляет -297440 Дж.