1. Яка температура замерзання води за шкалою
Кельвіна?
2. Скільки молекул міститься в 2 молях водню?
3. Намалювати графік iзобарного нагрівання
газу в координатах p, v.
4. Намалювати графік ізохорного охолодження
газу в координатах p, v.
5. Визначити масу газу, об емом 6м2, якщо
його тиск 30 МПа, середня квадратична
швидкість 200 м/с.
Ответы
Ответ:
Температура замерзання води за шкалою Кельвіна дорівнює 273,15 К.
Одне молекула водню складається з двох атомів, тому 2 моля водню містять 2 * 6.022 * 10^23 молекул = 1.2044 * 10^24 молекул.
Графік ізобарного нагрівання газу в координатах p, v є горизонтальною лінією, оскільки за ізобарного процесу тиск газу залишається сталим. Тому зміна об'єму газу залежить тільки від зміни температури.
Графік ізохорного охолодження газу в координатах p, v є вертикальною лінією, оскільки за ізохорного процесу об'єм газу залишається постійним. Тому зміна тиску газу залежить тільки від зміни температури.
Маса газу може бути обчислена за формулою m = P * V / (R * T), де P - тиск газу, V - об'єм газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу. Потрібно перевести тиск в Па, середню квадратичну швидкість в м/с, а об'єм в м^3:
P = 30 МПа = 30 * 10^6 Па
V = 6 м^2 * 10000 м^2/м^3 = 60000 м^3
T = (m * v^2) / (3 * R)
v = 200 м/с
Підставляючи значення у формулу, отримаємо:
T = (0.5 * m * v^2) / (3 * R)
m = P * V / (R * T) = P * V * (3 * R) / (0.5 * m * v^2)
m = (P * V * 3 * R) / (0.5 * v^2 * T)
m = (30 * 10^6 Па * 60000 м^3 * 3 * 8.31 Дж/моль К) / (0.5 * (200 м/с)^2 * ((273.15 К) + (T - 273.15 К)))
m ≈ 314 кг
Отже, маса газу становить приблизно 314 кг.