Zárt, merev hővezető falú palackban 5 g tömegű,20 °C hőmérsékletű nitrogén található. A nitrogént 80 °C hőmérsékletre felmelegítjük. A nitrogén állandó térfogaton vett fajhője 740J/kg-szor K. Mennyi hőt kell közölni a nitrogénnel a melegítés során?

Egyetlen egyenletet kell használni.

Q=m*cv*dT

Q - bevitt hőmennyiség [J]

m - a rendszerben található anyag tömege [Kg]

cv - izochor (állandó térfogaton vett) fajhő [J/(kgK)]

dT - a vég- és kezdeti állapot hőmérsékletkülönbsége [K]

Figyelj, hogy a megadott grammot kilogrammba kell átváltani!

2.: Mivel a nitrogén kétatomos gáz, így a belső energiája:

U=f/2*nRT, ahol f=5 (szabadsági fok)

Nitrogén anyagmennyisége: n=m/M=5/28 g

Kezdetekben a rendszer belső energiája: U(1)=5/2*n*R*T1

Végállapotban: U(2)=5/2*n*R*T2

A belső energia növekménye így: dU=5/2*n*R*(T2-T1)

I.:

p1V1=nRT1

p2V2=nRT2

p1V1/(p2V2)=T1/T2

Ha p1=p2, akkor:

V1/V2=T1/T2

V1, T1, T2 adott, ennélfogva:

V2=V1*T2/T1

II.:

H=U/m