Физика: Обчисліть об єм 3,6*10^25 молекул води

Обчисліть об'єм 3,6*10^25 молекул води

Показать ответ

Ответ:

yurkamail

29.12.2022 21:03

1. Дано:

V = 0,2 м³

$p_{0} = 1$ атм $= 10^{5}$ Па

$T_{0} = (17 + 273) ~ \text{K} = 290 ~ \text{K}$

p = 3 атм $= 3 \cdot 10^{5}$ Па

$T = (47 + 293) ~ \text{K} = 320 ~ \text{K}$

Найти: $\Delta N - ?$

Решение. Применим закон Авогадро: в равных объемах газов при одинаковых температурах и давления содержится одинаковое количество молекул:

$N = \dfrac{pV}{kT},$

где $k = 1,38 \cdot 10^{-23}$ Дж/К — постоянная Больцмана.

Поскольку объем газа не изменяется, то есть имеем изохорный процесс: $V = \text{const}.$

Определим количество молекул в начале:

$N_{0} = \dfrac{p_{0}V}{kT_{0}}.$

Определим количество молекул в конце:

$N = \dfrac{pV}{kT}.$

Тогда число молекул газа изменилось на:

$\Delta N = N - N_{0} = \dfrac{pV}{kT} - \dfrac{p_{0}V}{kT_{0}}$

Определим значение искомой величины:

$\Delta N = \dfrac{3 \cdot 10^{5} \cdot 0,2}{1,38 \cdot 10^{-23} \cdot 320} - \dfrac{10^{5} \cdot 0,2}{1,38 \cdot 10^{-23} \cdot 290} \approx 8,59 \cdot 10^{24}.$

ответ: число молекул увеличилось на $8,59 \cdot 10^{24}.$

2. Дано:

S = 2,5 см² $= 2,5 \cdot 10^{-4}$ м²

$F = 12 \ \text{H}$

$p_{0} =10^{5}$ Па

$T_{0} = (-3 + 273) ~ \text{K} = 270 \ \text{K}$

Найти: T - ?

Решение. Поскольку бутылку закрыли плотно, то объем газа не изменяется. Значит, имеем изохорный процесс. Изохорный процесс описывается законом Шарля: для данной массы газа отношение давления газа к его температуре является постоянным, если объем газа не меняется:

$\dfrac{p_{0}}{T_{0}}=\dfrac{p}{T} \Rightarrow T = T_{0}\dfrac{p}{p_{0}}.$

Сила давления — сила, действующая перпендикулярно к поверхности:

$F_{\perp } = pS.$

Поскольку сила трения — это внешняя сила, то ее значение равно произведению изменения давления на площадь поперечного сечения пробки:

$F = (p-p_{0})S$ , откуда $p = p_{0} + \dfrac{F}{S} .$

Значит,

$T = T_{0}\dfrac{p}{p_{0}} = T_{0} \cdot \dfrac{p_{0} + \dfrac{F}{S}}{p_{0} } = T_{0}\left(1 + \dfrac{F}{Sp_{0}} \right).$

Определим значение искомой величины:

$T = 270 \cdot \left(1 + \dfrac{12}{2,5 \cdot 10^{-4} \cdot 10^{5}} \right) = 399,6 \ \text{K}$

ответ: 400 К.

3. Имеем циклический процесс макроскопических параметров. Здесь:

$1 \to 2$ — изохорное нагревание;

$2\to 3$ — изобарное охлаждение;

$3 \to 1$ — изотермическое расширение.

Изобразим этот процесс в координатах p(V) и p(T).

Физика. Решить задачи с фото. Задачи нужно расписать.

0,0(0 оценок)

Ответ:

zakergaevak

03.04.2021 22:33

Паровой двигатель напоминает чайник с крышкой, которая поднимается и опускается, оставаясь на месте.
Многие инженеры пытались создать паровой двигатель, но не могли разрешить определенные проблемы. В некоторых случаях пар находился под слишком высоким давлением, чтобы совершать работу, что приводило к взрыву котлов. В других случаях на подогрев воды затрачивалось слишком много топлива и т.д.Первому решить эти проблемы удалось Джеймсу Уатту. Он изобрел паровой двигатель, в котором сила выделяющегося пара подавалась непосредственно на поршень во время его хода. В созданном им двигателе поршень поднимался в цилиндре под давлением пара, а затем под действием силы тяжести опускался в исходное положение. Такой двигатель получил название – двигателя одностороннего действия. Позже Уатт изобрел дополнительную часть двигателя — конденсатор. Это была полая емкость, которая соединялась с цилиндром трубами и клапанами. Пар поступал в нее и конденсировался снова в воду, что уменьшало затраты воды.И третье усовершенствование, внедренное Уаттом, сводится к тому, что он нашел для
движения поршня таким образом, чтобы пар толкал его то в одну, то в другую стороны. В этом случае поршень совершает под действием пара полезную работу, двигаясь и вверх, и вниз. Паровой двигатель с таким принципом работы называли — двигателем двойного действия.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика