Какое количество теплоты было подведено к воздуху при его нагреве от температуры t1 = 25 °C до t2 = (100 + 2×11

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться формулой для вычисления количества теплоты, подведенной к веществу:

$Q=C\cdot m\cdot \mathrm{\Delta }t$,

где $Q$ - количество теплоты, подведенной к веществу, $C$ - теплоемкость вещества, $m$ - масса вещества, $\mathrm{\Delta }t$ - изменение температуры.

Так как в задаче указано, что теплоемкость воздуха остается постоянной, то мы можем использовать следующую формулу для вычисления теплоемкости:

$C=c\cdot m$,

где $c$ - удельная теплоемкость воздуха.

Таким образом, перед тем как продолжить с формулой для вычисления количества теплоты, мы должны вычислить массу воздуха и удельную теплоемкость.

Масса воздуха ($m$) можно вычислить, зная его объем ($V$) и плотность ($\rho$):

$m=V\cdot \rho$.

Объем воздуха ($V$) в задаче равен 5 м³. Чтобы вычислить его плотность, мы будем использовать уравнение состояния идеального газа:

$pV=mRT$,

где $p$ - давление газа, $T$ - абсолютная температура газа, $R$ - универсальная газовая постоянная.

Поскольку в задаче указано, что абсолютное давление воздуха равно $p_1=0,3$ МПа, мы будем использовать его для вычисления плотности. Заметим, что 1 МПа равно ${10}^6$ Па.

Теперь мы можем вычислить плотность ($\rho$):

$\rho =\frac{mp}{RT}$.

Универсальная газовая постоянная $R$ для воздуха составляет примерно 287 Дж/(кг·К). Молярная масса воздуха $M$ составляет примерно 0,029 кг/моль.

Теперь мы можем вычислить массу воздуха ($m$):

$m=V\cdot \rho$.

Теперь, когда у нас есть масса воздуха ($m$) и удельная теплоемкость ($c$), мы можем приступить к вычислению количества теплоты ($Q$).

Изначально заданы начальная температура $t_1=25$ °C и конечная температура $t_2=(100+2\cdot 11)$ °C. Чтобы выразить разницу температур в абсолютных единицах, мы должны преобразовать их в Кельвины (К):

$\mathrm{\Delta }t=(t_2-t_1)+273,15$.

Теперь мы можем использовать формулу для вычисления количества теплоты:

$Q=c\cdot m\cdot \mathrm{\Delta }t$.

Подставляя значения, мы можем вычислить количество теплоты, подведенное к воздуху.