Непонятно, зачем нужно значение давления смеси... Если, конечно, не нужно как-то по особенному решать задачу. Но даже если так, то, проверив давление через формулу Менделеева-Клапейрона, получим не 3 атмосферы, а на порядок выше - около 30.
Серия графиков для каждого из газов получается одинаковой. Я не стал писать значения параметров p, V и Т, а обозначил их просто буквами. Однако исходя из того, что молярная масса М водорода меньше, а его масса m меньше всего лишь на 0,5 массы азота, получаем, что парциальное давление водорода гораздо больше, чем у азота.
Отношение наиболее вероятных скоростей - вроде как нужно поделить скорость водорода на скорость азота, хотя, честно говоря, непонятно - может, и наоборот.
Дано:
T1 = 100 °C = 373 K
m = 1,5 кг
m(N_2) = 1 кг
T2 = 450 °C = 723 K
M(Ν_2) = 28 г/моль
M(Η_2) = 2 г/моль
R = 8,31 Дж/(моль*К)
M, υ(вер)(Н_2) / υ(вер)(Ν_2) - ?
Используем равенство давления смеси и суммы парциальных давлений газов для выражения молярной массы смеси:
p = p(N_2) + p(H_2)
pV = mRT/M => p = mRT/(MV) = (m/M)*(RT/V)
Значит:
(m/M)*(RT/V) = (m(N_2)/M(N_2))*(RT/V) + (m(H_2)/M(H_2))*(RT/V) - избавимся от (RT/V), поделив обе части на это выражение:
≈ 3,14 кг
Объяснение:
1) Находим сопротивление:
R = ρ·L/S = 0,4 · 11 / 0,05 = 8,8 Ом
где ρ = 0,4 Ом · мм²/м - удельное сопротивление никелина (табличное значение);
L - длина провода, м;
S - поперечное сечение провода, мм².
2) Находим силу тока:
I = U : R = 220 : 8,8 = 25 A
3) Находим работу, выполненную электрическим током:
А = U·I·t = 220 · 25 · 160 = 880 000 Дж,
где 160 - время в секундах (2 · 60 + 40 = 160 с).
4) Находим количество теплоты, которое пошло на нагревание воды:
Q = 880 000 · 0,75 = 660 000 Дж,
где 0,75 - коэффициент полезного действия (КПД), выраженный в долях единицы.
5) Находим массу воды m:
Q = c·m·Δt,
откуда m = Q : (c · Δt) = 660 000 : ( 4200 · 50) ≈ 3,14 кг,
где с = 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоёмкость воды (табличное значение);
Δt = 75 - 25 = 50°С - изменение температуры воды.
ответ: ≈ 3,14 кг
Непонятно, зачем нужно значение давления смеси... Если, конечно, не нужно как-то по особенному решать задачу. Но даже если так, то, проверив давление через формулу Менделеева-Клапейрона, получим не 3 атмосферы, а на порядок выше - около 30.
Серия графиков для каждого из газов получается одинаковой. Я не стал писать значения параметров p, V и Т, а обозначил их просто буквами. Однако исходя из того, что молярная масса М водорода меньше, а его масса m меньше всего лишь на 0,5 массы азота, получаем, что парциальное давление водорода гораздо больше, чем у азота.
Отношение наиболее вероятных скоростей - вроде как нужно поделить скорость водорода на скорость азота, хотя, честно говоря, непонятно - может, и наоборот.
Дано:
T1 = 100 °C = 373 K
m = 1,5 кг
m(N_2) = 1 кг
T2 = 450 °C = 723 K
M(Ν_2) = 28 г/моль
M(Η_2) = 2 г/моль
R = 8,31 Дж/(моль*К)
M, υ(вер)(Н_2) / υ(вер)(Ν_2) - ?
Используем равенство давления смеси и суммы парциальных давлений газов для выражения молярной массы смеси:
p = p(N_2) + p(H_2)
pV = mRT/M => p = mRT/(MV) = (m/M)*(RT/V)
Значит:
(m/M)*(RT/V) = (m(N_2)/M(N_2))*(RT/V) + (m(H_2)/M(H_2))*(RT/V) - избавимся от (RT/V), поделив обе части на это выражение:
m/M = m(N_2)/M(N_2) + m(H_2)/M(H_2)
m(H_2) = m - m(N_2) =>
=> m/M = m(N_2)/M(N_2) + (m - m(N_2))/M(H_2)
M = m : (m(N_2)/M(N_2) + (m - m(N_2))/M(H_2)) = 1500 : (1000/28 + (1500 - 1000)/2) = 1500 : (1000/28 + 500/2) = 5,25 г/моль
υ(вер)(Н2) = √(2RT2/M(H_2))
υ(вер)(N2) = √(2RT2/M(N_2))
υ(вер)(Н2) / υ(вер)(N2) = √(2RT2/M(H_2)) / √(2RT2/M(N_2)) = √(M(N_2)/M(H_2)) = √(28/2) = √14 = 3,7416... = 3,74
ответ: 5,25 г/моль, 3,74.