Войти
Регистрация
Спроси ai-bota
В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
Показать больше
Показать меньше
Arabovih1975
06.01.2022 06:31 •
Физика
Азот массой m = 1 кг находится в сосуде объемом v1 = 200 л под давлением р = 100 кпа. азот расширяется до объема v2 = 540 л, при этом его давление падает в 2,7 раза. определить приращение энергии и энергии тропи.
Показать ответ
Ответ:
maxim1804
21.12.2023 23:12
Для решения данного вопроса, нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа и формулу для работы газа.
Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
1. Найдем количество вещества азота в сосуде и в конечном состоянии:
m = n * M,
где m - масса газа, n - количество вещества, M - молярная масса азота.
Из этого уравнения следует:
n = m / M,
где m = 1 кг (1000 г) - дано условием, M = 28 г/моль - молярная масса азота.
Тогда количество вещества азота в начальном состоянии:
n1 = 1000 г / 28 г/моль = 35.71 моль.
2. Приравниваем выражение для начального и конечного состояний газа:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2.
Так как рассматривается изобарный процесс (давление постоянно), величины P1 и P2 могут быть выражены через отношение объемов и коэффициент сжатия.
3. Найдем коэффициент сжатия:
k = V1 / V2 = 200л / 540л = 0.37.
4. Найдем P2 (давление газа в конечном состоянии):
P2 = P1 / k = 100кпа / 2.7 ≈ 37кпа.
Таким образом, мы имеем: P1 = 100кпа, V1 = 200л, P2 = 37кпа, V2 = 540л.
5. Выразим температуры T1 и T2 через P1, P2 и объемы V1 и V2:
T1 = (P1 * V1) / (n1 * R),
T2 = (P2 * V2) / (n1 * R).
6. Подставим значения и найдем температуры:
T1 = (100кпа * 200л) / (35.71 моль * 8.31 Дж/(моль*К)) ≈ 716K,
T2 = (37кпа * 540л) / (35.71 моль * 8.31 Дж/(моль*К)) ≈ 442K.
7. Теперь можем найти работу газа:
A = P2 * (V2 - V1) = 37кпа * (540л - 200л) = 37кпа * 340л = 12 180 кДж.
8. Также можем найти приращение энергии (ΔU) по формуле: ΔU = A + Q,
где Q - теплообмен.
В данном случае процесс является адиабатическим, то есть не сопровождается теплообменом. Поэтому Q = 0.
9. Тогда ΔU = A = 12 180кДж.
Энергия тропи равна ΔU/ΔS, где ΔS - приращение энтропии.
10. Поскольку процесс изобарный, ΔS = n * R * ln(V2/V1),
где ln - натуральный логарифм.
Подставим значения и найдем ΔS:
ΔS = 35.71моль * 8.31 Дж/(моль*К) * ln(540л/200л) ≈ 164 Дж/К.
Таким образом, приращение энергии составляет 12 180 кДж, а энергия тропи равна 164 Дж/К.
0,0
(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Валерия11111221lera
04.01.2022 07:56
1. От каких величин зависит значение модуля Юнга? 2. В каких единицах измеряется модуль Юнга? (За спам в ответе буду кидать репорт, за что каждый вместо халявных получит бан)...
unicorn337228
30.08.2022 18:21
Записана ядерная реакция, в скобках указаны атомные массы (в а.е.м.) участвующих в ней частиц. 14 6C (13.003354)+1 1H(1, 00783) — 14 7N (14.00307) + X. Определите, что за частица...
vlada051199
25.08.2022 01:20
Яблоко весом 150 гр падает с высоты1,5м.Какова будет его скорость и кинетическая энергия в момент удара о землю?...
clykovsa
25.08.2022 01:20
Почему подброшенный стальной шар останавливается вверху ?Почему он обязательно возвратится на землю...
Student12123
04.03.2022 17:52
Атомный ледокол, развивая среднюю мощность 32400 кВт во льдах 20 км за 5 ч. Определите среднюю силу сопротивления движению ледокола....
жук234
28.07.2020 19:51
1. Відстань між двома точковими зарядами 9 нКл і 4,5 нКл дорівнює 5 см. Обчислити напруженість поля в точці, що лежить на відстані 4 см від першого заряду і 3 см від другого...
alamakarova
28.02.2022 21:23
Что происходит с приложенной к телу силой притяжения, если массу увеличить вдвое? какое направление имеет сила?...
aslanəz
28.02.2022 21:23
Решить по .. 1. с каким ускорением двигался при разбеге реактивный самолет массой 50 т, если сила тяги двигателей 80кн 2. чему равна сила, сообщающая телу массой 3 кг ускорение...
nastyagrng
28.02.2022 21:23
1.поезд движется на подъеме со коростью 10 м/с, а потом на спуске со скоростью 25 м/с.какая средняя скорость поезда на всём пути, если длина подъёма в 2 раза больше длины спуска?...
sviatolavbazil
03.10.2020 01:30
Если масса космонавта 70 кг сколько сила притяжения юпитера?...
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку
О НАС
О нас
Блог
Карьера
Условия пользования
Авторское право
Политика конфиденциальности
Политика использования файлов cookie
Предпочтения cookie-файлов
СООБЩЕСТВО
Сообщество
Для школ
Родителям
Кодекс чести
Правила сообщества
Insights
Стань помощником
ПОМОЩЬ
Зарегистрируйся
Центр помощи
Центр безопасности
Договор о конфиденциальности полученной информации
App
Начни делиться знаниями
Вход
Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота
Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
1. Найдем количество вещества азота в сосуде и в конечном состоянии:
m = n * M,
где m - масса газа, n - количество вещества, M - молярная масса азота.
Из этого уравнения следует:
n = m / M,
где m = 1 кг (1000 г) - дано условием, M = 28 г/моль - молярная масса азота.
Тогда количество вещества азота в начальном состоянии:
n1 = 1000 г / 28 г/моль = 35.71 моль.
2. Приравниваем выражение для начального и конечного состояний газа:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2.
Так как рассматривается изобарный процесс (давление постоянно), величины P1 и P2 могут быть выражены через отношение объемов и коэффициент сжатия.
3. Найдем коэффициент сжатия:
k = V1 / V2 = 200л / 540л = 0.37.
4. Найдем P2 (давление газа в конечном состоянии):
P2 = P1 / k = 100кпа / 2.7 ≈ 37кпа.
Таким образом, мы имеем: P1 = 100кпа, V1 = 200л, P2 = 37кпа, V2 = 540л.
5. Выразим температуры T1 и T2 через P1, P2 и объемы V1 и V2:
T1 = (P1 * V1) / (n1 * R),
T2 = (P2 * V2) / (n1 * R).
6. Подставим значения и найдем температуры:
T1 = (100кпа * 200л) / (35.71 моль * 8.31 Дж/(моль*К)) ≈ 716K,
T2 = (37кпа * 540л) / (35.71 моль * 8.31 Дж/(моль*К)) ≈ 442K.
7. Теперь можем найти работу газа:
A = P2 * (V2 - V1) = 37кпа * (540л - 200л) = 37кпа * 340л = 12 180 кДж.
8. Также можем найти приращение энергии (ΔU) по формуле: ΔU = A + Q,
где Q - теплообмен.
В данном случае процесс является адиабатическим, то есть не сопровождается теплообменом. Поэтому Q = 0.
9. Тогда ΔU = A = 12 180кДж.
Энергия тропи равна ΔU/ΔS, где ΔS - приращение энтропии.
10. Поскольку процесс изобарный, ΔS = n * R * ln(V2/V1),
где ln - натуральный логарифм.
Подставим значения и найдем ΔS:
ΔS = 35.71моль * 8.31 Дж/(моль*К) * ln(540л/200л) ≈ 164 Дж/К.
Таким образом, приращение энергии составляет 12 180 кДж, а энергия тропи равна 164 Дж/К.