Скільки теплоти повітря масою 5 г має абсорбувати, щоб його об єм збільшився вдвічі за умови ізобарного розширення

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для изобарного процесса:

\[
Q = n \cdot C \cdot \Delta T
\]

Где:
- \(Q\) - количество теплоты, которое необходимо поглотить;
- \(n\) - количество вещества (в молях);
- \(C\) - молярная теплоемкость вещества;
- \(\Delta T\) - разница в температуре.

Первым делом, нам нужно найти количество вещества \(n\) в газе массой 5 г. Для этого мы можем использовать уравнение:

\[
n = \frac{{\text{{масса газа}}}}{{\text{{молярная масса газа}}}}
\]

Молярная масса воздуха составляет около 28.97 г/моль. Подставив эти значения в формулу, мы получим:

\[
n = \frac{{5 \, \text{{г}}}}{{28.97 \, \text{{г/моль}}}} \approx 0.173 \, \text{{моль}}
\]

Теперь мы должны найти молярную теплоемкость (\(C\)) воздуха. Значение молярной теплоемкости воздуха при постоянном давлении составляет около 29.1 Дж/(моль·К).

Также нам нужно найти разницу в температуре \(\Delta T\). В условии сказано, что температура увеличилась вдвое, значит, разница в температуре будет:

\[
\Delta T = 2 \cdot T_0 = 2 \cdot (17 \, ^\circ \text{{C}})
\]

Выполняем вычисления:

\[
\Delta T = 34 \, ^\circ \text{{C}}
\]

Теперь мы можем подставить все значения в формулу и рассчитать количество теплоты (\(Q\)):

\[
Q = 0.173 \, \text{{моль}} \cdot 29.1 \, \text{{Дж/(моль·К)}} \cdot 34 \, ^\circ \text{{C}}
\]

Тщательным решением этого выражения мы получаем:

\[
Q \approx 174 \, \text{{Дж}}
\]

Таким образом, количество теплоты, которое необходимо поглотить, чтобы объем воздуха увеличился вдвое при изобарном розширении при начальной температуре 17°С, составляет примерно 174 Дж.