Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 4

Nasza ocena:

5
Pobrań: 161
Wyświetleń: 1792
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 4 - strona 1 Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 4 - strona 2 Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 4 - strona 3

Fragment notatki:

1. 5,6  g  tlenku węgla znajduje się w temperaturze 17 ° C  pod ciśnieniem 2⋅10 5 N m 2 . Po  ogrzaniu przy stałym ciśnieniu gaz zajął objętość 5  dm 3 . Znaleźć ciepło pobrane przez gaz.  Q = m c p    T , gdzie  c p =1,043 J g K . Aby wyliczyć pobrane ciepło trzeba jeszcze wiedzieć, jaka jest zmiana temperatury, co można  wyliczyć z równania Clapeyrona: pV k  = nRT k  ⇒  T k = pV k nR  T  = T k – T p = pV k nR − T p Podstawiając otrzymujemy:  Q = m c p   pVk nR − T P  Wiedząc, że masa molowa tlenku węgla wynosi:  M  =28,01 g mol , możemy podstawić:  n = m M .    Q = m c p  pVkm M R − T P = mcp pVkm M R − mc p T P  =  M c p pV k R − m c p T P Podstawiając:  Q =28,01 g mol ⋅ 1,043 J gK ⋅ 2⋅10 5 N m 2⋅0,005  m 3 8,31 J mol ⋅ K –  5,6  g ⋅1,043 J gK ⋅ 290,15  K  ≈1821  J  ≈435  cal 2. Gaz wieloatomowy, rozszerzając się wykonuje pracę 245  J  . Jaką ilość ciepła otrzymał gaz,  jeżeli była to przemiana: 1) izobaryczna, 2) izotermiczna. Dla przemiany izobarycznej praca wyraża się wzorem: W  = ∫ V p V k p dV  =  p ∫ V p V k dV  =  p  V k – V p  =  p    V Z pierwszej zasady termodynamiki otrzymujemy bilans cieplny w trakcie przemiany:  U  = Q − W  ⇒ Q = U   W Z równania Clapeyrona wiemy, że:  p   V  = n R    T  , czyli:  W  = n R  T  . Energia wewnętrzna:  U  = n c p    T Wiemy, że gaz jest wieloatomowy, więc ma 6 stopni swobody (ruch w trzech kierunkach i obroty  względem trzech prostopadłych osi), a to oznacza, że = c p cv = 8 6 .  c p = 4 3 c v . Znamy też drugą  zależność między ciepłami właściwymi:  c p – cv = R  . Rozwiązując układ równań otrzymujemy: 4 3 c v – cv =  R  ⇒ 1 3 c v =  R  ⇒  cv =3R oraz  c p = 4 3 c v = 4R . Wracając do wzoru na energię wewnętrzną:  U  =4  n R  T  . Podstawiając wszystko do bilansu cieplnego:  Q =4  n R   T   n R  T  =5  n R  T  . Porównując  ze wzorem na pracę otrzymujemy:  Q =5   W  =5⋅245  J  =1225  J  ≈5128  kcal  . W przemianie izotermicznej temperatura się nie zmienia, więc energia wewnętrzna:  U  = n c p    T  =0 Wobec tego z bilansu cieplnego wynika, że:  U  = Q − W  =0⇒  Q = W  =245  J  ≈1026  kcal  . 3. W wyniku rozszerzania adiabatycznego tlenu, o masie 3,2  g  i temperaturze początkowej

(…)

… tlenu, o masie 3,2 g i temperaturze początkowej
6 N
5 N
°
20 C , jego ciśnienie zmniejszyło się od 10 2 do 3,8⋅10 2 . Określić jak będzie
m
m
temperatura końcowa gazu.
W przemianie adiabatycznej zachodzi związek: pV =const .
p 1 V  = p2 V 
1
2
Z równania Clapeyrona: pV =nRT .



nRT 2
nRT 2
T2



p2
nRT 1
nRT 2
p1
p2
p2
T 2 p1
p1
= p2
⇒ =
=
=


=
p1
p2
p2
nRT 1
T1
T 1 p2
nRT 1
p1
p1
p1…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz