Об'єм 160 г кисню, температура якого становить 27°С під час iзобарного нагрівання збiльшився вдвічі. Визначити роботу газу при розширенні.
Ответы
Ответ:
Для вирішення задачі необхідно використовувати ідеальний газовий закон:
pV = nRT,
де p - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовин газу (у молях), R - універсальна газова стала, T - температура газу у Кельвінах.
Ізобарний процес означає, що тиск залишається постійним, тобто p1 = p2.
Для першого стану кисню ми маємо:
p1V1 = nRT1
Для другого стану:
p1V2 = nRT2
Так як p1 = p2, ми можемо виразити nRT1 через nRT2:
nRT1 = nRT2
Звідси:
V2 = 2V1
T2 = T1 + 273,15 (змінюємо температуру в Кельвінах)
Тепер ми можемо виразити nRT1 через V1 і T1:
nRT1 = p1V1
Або ж nRT2 через V2 і T2:
nRT2 = p1V2
Звідси ми можемо виразити роботу газу при розширенні:
W = pΔV = p(V2 - V1) = pV1,
де ΔV = V2 - V1 - зміна об'єму газу.
Підставляємо значення:
W = p1V1 = nRT1 = (m/M)RT1,
де m/M - молярна маса кисню.
Знаходимо молярну масу:
M = m/n = m/(pV/RT) = (mRT)/(pV) = (0,16 кг * 8,31 Дж/(моль*К) * 300 К)/(1,01 * 10^ 5 Па * 0,08 м³) = 33,47 г/моль
робота газу при розширенні дорівнює:
W = (0,16 кг / 33,47 г/моль) * 8,31 Дж/(моль*К) * 300 К = 373 Дж.
Отже, робота газу при розширенні становить 373 Дж.
Объяснение: