Какое количество теплоты передалось газообразному аргону при его изобарном нагревании, если изменение внутренней

Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать формулу для изобарного процесса. Изобарный процесс - это процесс, в котором давление газа остается постоянным. Формула для количества теплоты $Q$, передавшейся газу в изобарном процессе, выглядит следующим образом:

$$Q=n\cdot C_p\cdot \mathrm{\Delta }T$$

где:
$Q$ - количество теплоты (в жоулях),
$n$ - количество вещества газа (в молях),
$C_p$ - молярная теплоемкость газа при постоянном давлении (в жоулях на моль на градус Цельсия),
$\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры газа (в градусах Цельсия).

В данной задаче нам дано изменение внутренней энергии газа ($2$ моля) и известно, что масса аргона оставалась неизменной. Мы можем воспользоваться формулой для изменения внутренней энергии газа ($\mathrm{\Delta }U$):

$\mathrm{\Delta }U=n\cdot C_v\cdot \mathrm{\Delta }T$, где $C_v$ - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме.

В изобарном процессе молярная теплоемкость $C_p$ связана с молярной теплоемкостью при постоянном объеме $C_v$ следующим образом: $C_p=C_v+R$, где $R$ - универсальная газовая постоянная.

Поскольку масса аргона оставалась неизменной, можно сказать, что и количество вещества газа не изменилось, тогда $n=2$ моля.

С учетом этих данных, мы можем найти $C_p$:

$$C_p=C_v+R$$

Теперь мы можем найти количество теплоты, переданное газу:

$$Q=n\cdot C_p\cdot \mathrm{\Delta }T$$

Пошаговое решение:
1. Найти $C_p$:
- Погуглив, мы можем найти $C_v$ для аргона, который равен примерно $12.5$ Дж/моль·К (данные приблизительные).
- Значение универсальной газовой постоянной $R$ равно $8.31$ Дж/моль·К.
- Подставим значения в формулу: $C_p=12.5\text{Дж/моль·К}+8.31\text{Дж/моль·К}=20.81\text{Дж/моль·К}$.
2. Найти количество теплоты $Q$:
- Подставим значения в формулу: $Q=2\text{моль}\cdot 20.81\text{Дж/моль·К}\cdot \mathrm{\Delta }T$.
- Допустим, что изменение температуры $\mathrm{\Delta }T$ составляет, например, $10$ градусов Цельсия.
- Подставим значение: $Q=2\text{моль}\cdot 20.81\text{Дж/моль·К}\cdot 10\text{К}=416.2\text{Дж}$.

Теплота, переданная газу аргон, при его изобарном нагревании, составляет примерно $416.2$ Дж.