состояния идеального газа. Изопроцессы. Уравнение состояния m р – давление газа (Па) идеального газа pV = RT V – объём (м3) M Т – абсолютная температура ρ RT p= Т=(t°С+273) К M R – универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/(моль·К) m=ρ·V ρ – плотность газа (кг/м3) Изотермический процесс р T = Const р1 p ⋅V = Const р2 p1V1 = p2V2 V1 V2 V Изобарный процесс V p = Const V = Const ⋅ T V1 V2 Т = T1 T2 Изохорный процесс р V = Const p = Const ⋅ T Т p1 p2 = T1 T2
Объяснение:
давление газа, содержащего 1015 молекул и занимающего объём 4 см3 при температуре 237°С. А 15.2 Газ при температуре 300 К и давлении 2·104 Па имеет плотность 0,320 кг/м3. Определить молярную массу газа. А 15.3 Плотность идеального газа в сосуде 1,2 кг/м3. Средняя квадратичная скорость молекул газа равна 500 м/с. Определить давление газа в сосуде. В 15.4 Идеальный газ находится при температуре 190°С и давлении 105 Па. Оценить среднее расстояние между центрами молекул газа. А 15.5 В 1 дм3 при давлении 105 Па находятся 3·1021 молекул кислорода. Определить среднюю квадратичную скорость молекул кислорода в этих условиях.
состояния идеального газа. Изопроцессы. Уравнение состояния m р – давление газа (Па) идеального газа pV = RT V – объём (м3) M Т – абсолютная температура ρ RT p= Т=(t°С+273) К M R – универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/(моль·К) m=ρ·V ρ – плотность газа (кг/м3) Изотермический процесс р T = Const р1 p ⋅V = Const р2 p1V1 = p2V2 V1 V2 V Изобарный процесс V p = Const V = Const ⋅ T V1 V2 Т = T1 T2 Изохорный процесс р V = Const p = Const ⋅ T Т p1 p2 = T1 T2
Объяснение:
давление газа, содержащего 1015 молекул и занимающего объём 4 см3 при температуре 237°С. А 15.2 Газ при температуре 300 К и давлении 2·104 Па имеет плотность 0,320 кг/м3. Определить молярную массу газа. А 15.3 Плотность идеального газа в сосуде 1,2 кг/м3. Средняя квадратичная скорость молекул газа равна 500 м/с. Определить давление газа в сосуде. В 15.4 Идеальный газ находится при температуре 190°С и давлении 105 Па. Оценить среднее расстояние между центрами молекул газа. А 15.5 В 1 дм3 при давлении 105 Па находятся 3·1021 молекул кислорода. Определить среднюю квадратичную скорость молекул кислорода в этих условиях.
Объяснение:
Дано:
Q = 0 - процесс адиабатный
m = 1 кг
t₁ = 15°C; T₁ = 273+15 = 288 K
p₁ = 1 бар = 1·10⁵ Па
p₂ = 8 бар = 8·10⁵ Па
i = 5 - число степеней свободы воздуха
M = 29·10⁻³ кг/моль - молярная масса воздуха
A - ?
V₂ - ?
T₂ - ?
Число молей воздуха:
ν = m/M = 1 / (29·10⁻³) ≈ 34,5 моль
Постоянная Пуассона:
γ = (i + 2) / i = (5+2)/5 = 7/5 = 1,4
Теплоемкость при постоянном объеме:
Cv = i·R/2 = 5·8,31/2 ≈ 20,8 Дж / К
1)
Из уравнения Менделеева-Клапейрона:
p₁·V₁ = ν·R·T₁
Первоначальный объем воздуха:
V₁ = ν·R·T₁ / p₁ = 34,5·8,31·288 / (1·10⁵) ≈ 0,83 м³
Из уравнения Пуассона:
p·(V)^γ = const
Имеем:
p₁·(V₁)^γ = p₂·(V₂)^γ
1·0,83^(1,4) = 8·(V₂)^(1,4)
0,77 = 8·(V₂)^(1,4)
V₂ ≈ 0,19 м³
2)
Найдем температуру:
T₁·V₁^(γ-1) = T₂·V₂^(γ-1)
288·0,83^(0,4) = T₂·0,19^(0,4)
T₂ = 288·0,928/0,515 ≈ 520 К
3)
Работа:
A = ν·Cv·(T₁ - T₂) = 24,5·20,8·( 288 - 520) ≈ - 120 кДж
Работа имеет знак "-" , поскольку не газ совершил работу, а работа совершена над газом.