• Предмет: Физика
  • Автор: heymanwho522
  • Вопрос задан 2 месяца назад

Варіант № 8
1. Питома теплоємність деякого двохатомного газу С2=14,7-10 Дж/кг - К. Знайти молярну масу цього газу.
2. Який к.к.д. ідеальної парової турбіни, якщо пар поступає в турбіну з температурою 480°С, а залишає її при температурі 30°C?-
3. При якій температурі середня квадратична швидкість молекули азоту 830 M/C ?
4. Яка кількість теплоти потрібна для нагрівання 5 моль водню на 50К при сталому тиску,
5. Визначити внутрішню енергію одного моля вуглекислого газу при температурі 350к.​

Ответы

Ответ дал: kabanec617
1

1.


Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу для питомой теплоемкости двухатомного газа в молярных единицах:

Cv = (5/2)R

где Cv - питомая теплоемкость при постоянном объеме, R - универсальная газовая постоянная.

Для перехода от питомой теплоемкости в молярных единицах к питомой теплоемкости в единицах массы, мы можем использовать следующее соотношение:

Cm = Cv / M

где Cm - питомая теплоемкость при постоянном объеме в единицах массы, M - молярная масса газа.

Таким образом, чтобы найти молярную массу газа, мы можем использовать следующую последовательность действий:

Найти питомую теплоемкость при постоянном объеме в молярных единицах:

Cv = (5/2)R = (5/2) * 8.31 Дж/(мольК) = 20.8 Дж/(мольК)

Найти питомую теплоемкость при постоянном объеме в единицах массы:

Cm = Cv / M

где M - молярная масса газа.

Перенесем M в левую часть уравнения и разделим обе части на Cm:

M = Cv / Cm

Подставим известные значения:

M = 20.8 Дж/(мольК) / (14.7-10 Дж/(кгК)) = 29 г/моль

Ответ: молярная масса этого двухатомного газа составляет 29 г/моль.

2.


к.к.д ідеальної парової турбіни визначається як відношення роботи, що здійснюється турбіною, до тепла, поданого на вході. Для ідеальної турбіни, що не має втрат, це відношення може бути виражене як:

η = (T1 - T2) / T1,

де T1 і T2 - температури пари на вході та виході турбіни відповідно.

Переведемо температури в Кельвіни:

T1 = 480 + 273 = 753 K

T2 = 30 + 273 = 303 K

Тоді к.к.д турбіни дорівнюватиме:

η = (753 – 303) / 753 = 0,6 або 60%

Відповідь: к.к.д ідеальної парової турбіни, за цих умов, становить 60%.

3.


Середня квадратична швидкість молекули газу може бути виражена як:

v = sqrt(3kT/m)

де k – постійна Больцмана, T – температура в Кельвінах, m – маса молекули газу.

Для молекули азоту маса дорівнює приблизно 28 г/моль або 4.65×10^-26 кг.

Таким чином, ми можемо виразити температуру як:

T = (v^2 * m) / (3k)

Підставляючи цю середню квадратичну швидкість, отримаємо:

T = (830 ^ 2 * 4.65 × 10 ^-26) / (3 * 1.38 × 10 ^-23) = 297 K

Відповідь: При температурі близько 297 К (близько 24 ° C) середня квадратична швидкість молекули азоту становить 830 м/с.

4.

Кількість теплоти (Q), необхідне нагрівання речовини, можна обчислити, використовуючи формулу:

Q = n * C_p * ΔT

де n - кількість речовини в молях, C_p - молярна теплоємність при постійному тиску і T - зміна температури.

Для водню (H2) молярна маса дорівнює 2 г/моль, а молярна теплоємність при постійному тиску (C_p) становить приблизно 28,8 Дж/(моль К).

Таким чином, кількість теплоти, необхідне нагрівання 5 моль водню на 50 До при постійному тиску, можна обчислити наступним чином:

Q = 5 моль * 28,8 Дж/(моль К) * 50 К = 7 200 Дж

Відповідь: Для нагрівання 5 моль водню на 50 К при стандартному тиску необхідно витратити 7200 Дж теплоти.

5.

Внутрішня енергія одного моля ідеального газу визначається формулою:

U = (3/2)RT,

де R – універсальна газова стала, а T – температура газу.

Для вуглекислого газу R = 8,31 Дж/(моль К).

Отже, внутрішня енергія одного моля вуглекислого газу за температури 350 К буде:

U = (3/2) * 8,31 Дж/(моль К) * 350 К = 4368,75 Дж/моль

Таким чином, внутрішня енергія одного моля вуглекислого газу за температури 350 К дорівнює 4368,75 Дж/моль.

Вас заинтересует