У балоні місткістю 1 л знаходиться кисень під тиском 10^7 Па з температурою 200К. До газу підводять 8,35 кДж теплоти. Визначити температуру і тиск газу після нагрівання
Ответы
Відповідь:Задачу можна розв'язати за допомогою закону Гей-Люссака або ідеального газу. Ми скористаємось ідеальним газовим законом:
PV = nRT,
де P - тиск газу, V - його об'єм, n - кількість речовини газу (в молях), R - універсальна газова стала, T - температура в Кельвінах.
Спочатку визначимо кількість речовини газу в балоні:
n = PV/RT,
де R = 8.31 Дж/(моль·K) - універсальна газова стала.
Підставляємо дані:
n = (10^7 Па)·(1 л) / (8.31 Дж/(моль·K)·200 K) = 477,8 моль.
Після додавання теплоти об'єм газу не зміниться, тому можемо застосувати закон ідеального газу для визначення нового тиску і температури. Для цього спочатку знайдемо кількість теплоти, яка потрібна для підігріву газу:
Q = nCvΔT,
де Cv - теплоємність газу за сталого об'єму, ΔT - зміна температури.
Так як у нас ідеальний газ, то його теплоємність за сталого об'єму дорівнює R, тому:
Q = nRΔT.
Підставляємо дані:
8,35 кДж = (477,8 моль)·(8.31 Дж/(моль·K))·ΔT,
ΔT = 20 K.
Отже, температура газу після підігріву становить:
T' = T + ΔT = 200 K + 20 K = 220 K.
Новий тиск газу:
Пояснення: