Физика: решить лабараторку по физике

решить лабараторку по физике

Показать ответ

Ответ:

Nikita4539

24.12.2021 06:21

вместимостью 40 литров содержит азот ( N_2

) массой 2,6 кг. При какой температуре возникает опасность взрыва, если допустимое давление в данном $50 \cdot 10^5$ Па .

РЕШЕНИЕ:

Очевидно, что значение допустимого давления в $5 \cdot 10^6$ Па позволяет балону безопасно удерживать внутри газы при меньших давлениях и напротив: он взрывается при больших давлениях. Поскольку давление газов тем больше, чем больше температура, то значит есть некоторая температура, ниже которой газ в удерживается безопасно, а выше которой происзодит взрыв. Таким образом температура должна быть меньше какого-то значению, чтобы газ не взрывался.

Уравнение идеального газа устанавливает чёткую связь между давлением, объёмом, температурой, его массой и молярной массой:

$PV = \frac{m}{ \mu } RT$ ;

Из него слудует, что $\frac{ \mu }{m} PV = RT$ и $T = \frac{ \mu }{m} \frac{PV}{R}$ ;

С учётом требуемого условия для температуры: $T < \frac{ \mu }{m} \frac{PV}{R}$ ;

В практической жизни мы пользуемся температурной шкалой Цельсия, а данная формула даёт значение температуры в Кельвинах, которой больше обычных температур на 273 К . Тогда:

$t^o \approx T - 273 K < \frac{ \mu }{m} \frac{PV}{R} - 273 K$ ;

Короче говоря: $t^o < \frac{ \mu }{m} \frac{PV}{R} - 273 K$ ;

Важно понимать, что:

$\mu_{_{N2}} \approx 0.028$ кг/моль = 28

г/моль , а 1 л = $10^{-3} {}_{M^3}$ ;

Подставляем и находим, что: $t^o < \frac{ \0.028 }{2.6} \frac{ 5 \cdot 10^6 \cdot 40 \cdot 10^{-3} }{8.31} К - 273 K \approx$

$\approx 0.259 \cdot 10^3 K - 273 K = 259 K - 273 K = -14^o C$ ;

Т.е. при температуре t^o < - 14^o C

азот в балолоне не взорвётся, а при температуре $t^o \approx - 14^o C$ как раз и взорвётся.

О т в е т :

$t^o \approx - 14^o C$ ;
$T \approx 259 K .$

0,0(0 оценок)

Ответ:

05Дарья50

14.06.2021 20:30

Каждая молекула обладает 1) энергией связи с соседками (потенциальная энергия взаимодействия), 2) кинетической энергией.
Три основных случая.
1. Если потенциальная энергия взаимодействия молекул (атомов) (энергия связи) намного больше кинетической, то атомы связаны в жёсткую кристаллическую структуру, кристаллическую решётку. Это твёрдое тело. Оно сохраняет свою форму и объём.
2. Если потенциальная энергия взаимодействия молекул (энергия связи) примерно равна кинетической, то это жидкость. Она подвижна. Она сохраняет только объём, но не держит форму. То есть принимает форму сосуда, в который налита.
3. Если потенциальная энергия взаимодействия молекул (атомов) (энергия связи) намного меньше кинетической, то это газ. Не держит ни объём, ни форму. Молекулы ведут себя независимо одна от другой, сталкиваются, как упругие шарики.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика