Главная Вход в систему Регистрация
Задать вопрос Консультации Пользователи Форум
О системе Помощь
Задать вопрос экспертам
Консультация № 182666
29.03.2011, 21:35
43.78 руб.
0 3 3
Образование
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:


1)как изменится давление и теплоемкость 8 г водорода, если газ нагреть в закрытом сосуде от температуры 270С до 12270С? При этом 20% молекул водорода диссоциируют на атомы.

2) как изменится число ударов двухатомного газа об 1 см2 стенки сосуда за 1 сек, если объем газа адиабатически увеличить в 2 раза?
3) Некоторая масса азота при давлении 1 атм имела объем 5л, а при давлении 3 атм объем 2л . Переход от первого состояния ко второму был сделан в два этапа: сначала по изохоре, затем по изобаре. Определить изменение внутренней энергии , сообщенную теплоту и работу газа.

Обсуждение

Неизвестный
29.03.2011, 22:59
общий
это ответ
Здравствуйте, Луна!
Задача №2
Reshenie2.doc (327.5 кб)
5
давно
Киселев Виталий Сергеевич
Академик
324866
619
30.03.2011, 09:15
общий
это ответ
Здравствуйте, Луна!
Предлагаю решение 3 задачи.
Дано:
P1=1 (атм)=101325 (Па)
P3=3 (атм)=303975 (Па)
V1=5 (л)=5*10-3 (м3)
V3=2 (л)=2*10-3 (м3)
Найти:
[$916$]U1-3 - ?
Q1-3 - ?
A1-3 - ?
(1-2) - изохорный процесс
V=const
P1/T1=P2/T2
(2-3) - изобарный процесс
P=const
V2/T2=V3/T3
Работа газа:
A1-3=A1-2+A2-3
A1-2=0, так как (V=const)
A2-3=P3*(V3 - V2)
Так как V2=V1 будем иметь:
A2-3=P3*(V3 - V1)
A1-3=P3*(V3 - V1)
A1-3=303975*(2*10-3 - 5*10-3)= - 911.925 (Дж)
Изменение внутренней энергии:
[$916$]U1-3=i/2*m/M*R*[$916$]T=i/2*m/M*R*(T3 - T1)
Температуры выразим из уравнения Менделеева-Клапейрона:
P*V=m/M*R*T
T1=M*P1*V1/(R*m)
T3=M*P3*V3/(R*m)
[$916$]U1-3=i/2*m/M*R*[M*P3*V3/(R*m) - M*P1*V1/(R*m)]=i/2*(P3*V3 - P1*V1)
[$916$]U1-3=5/2*(303975*2*10-3 - 101325*5*10-3)=101.325 (Дж)
По первому закону термодинамики:
Q1-3=A1-3+[$916$]U1-3
Q1-3=101.325 - 911.925= - 810.6 (Дж)
Будут вопросы обращайтесь в минифорум.
Удачи
давно
Гордиенко Андрей Владимирович
Мастер-Эксперт
17387
18346
31.03.2011, 21:27
общий
это ответ
Здравствуйте, Луна!

Для решения первой задачи предварительно заметим, что при температуре t1 = 27 °C, или T1 = 27 + 273 = 300 (К), в сосуде содержится m1(H2) = 8 г двухатомного водорода, что при молярной массе водорода M(H2) = 2 г/моль соответствует количеству вещества двухатомного водорода n1(H2) = m1(H2)/M(H2) = 8/2 = 4 (моль). При этом создаётся давление
p1 = n1(H2)RT1/V. (1)

При температуре t2 = 1227 °C, или T2 = 1227 + 273 = 1500 (К), в сосуде содержится m(H) = 0,2 ∙ 8 = 1,6 (г) одноатомного водорода, что при молярной массе M(H) = 1 г/моль соответствует количеству вещества n(H) = m(H)/M(H) = 1,6/1 = 1,6 (моль). При этой температуре в сосуде содержится также m2(H2) = 8 - 1,6 = 6,4 (г) двухатомного водорода, или n2(H2) = m2(H2)/M(H2) = 6,4/2 = 3,2 (моль). Согласно закону Дальтона, давление в сосуде будет равно сумме парциальных давлений двухатомного и одноатомного водорода:
p2 = p2(H2) + p(H), (2)
где
p2(H2) = n2(H2)RT2/V, (3)
p(H) = n(H)RT2/V. (4)

Из формул (1) - (4) следует, что отношение давления при температуре Т2 к давлению при температуре Т1 составит
p2/p1 = (n2(H2)RT2/V + n(H)RT2/V)/(n1(H2)RT1/V) = T2(n2(H2) + n(H))/(n1(H2)T1),
что после вычислений даёт
p[sub]2[/sub]/p[sub]1[/sub] = 1500 ∙ (3,2 + 1,6)/(4 ∙ 300) = 6,
то есть давление увеличится в шесть раз.

При изохорическом процессе молярная теплоёмкость одноатомного газа определяется по формуле CV = 3R/2, а двухатомного газа - по формуле CV = 5R/2. Поэтому отношение теплоёмкости при температуре Т2 к теплоёмкости при температуре Т1 составит
C2/C1 = (5R/2 ∙ n2(H2) + 3R/2 ∙ n(H))/(5R/2 ∙ n1(H2)) = (5n2(H2) + 3n(H))/(5n1(H2))
что после вычислений даёт
C[sub]2[/sub]/C[sub]1[/sub] = (5 ∙ 3,2 + 3 ∙ 1,6)/(5 ∙ 4) = 1,04,
то есть теплоёмкость увеличится в 1,04 раза.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа