Question

2.44. До якої температури треба нагріти запаяну кулю, яка містить 9 г води, щоб вона розірвалася, якщо відомо, що стінки кулі витримують тиск не більший за 4 МПа, а об'єм кулі 1,2 л?​

Answer 1

Ответ:

Для вирішення цієї задачі скористаємося формулою для тиску, що створює газ в закритому просторі:

p = nRT/V

де p - тиск газу, n - кількість речовини газу (у молях), R - універсальна газова стала, T - температура газу в кельвінах, V - об'єм.

Також для води використаємо значення молярної маси: 18 г/моль.

Оскільки воду ми припускаємо ідеальним газом, тоді:

n = m/M = 9/18 = 0,5 моль

Тепер можемо значення тиску в кулі, яке визначається стінками:

p = 4 МПа = 4 * 10^6 Па

Підставляємо ці значення в формулу і розв'язуємо щодо T:

T = pV/nR = (4 * 10^6 Па) * (1,2 л) / (0,5 моль * 8,31 Дж/(моль*К)) ≈ 1159 K

Отже, запаяну кулю треба нагріти до приблизно 1159 K, щоб вона розірвалася при тиску не більшому за 4 МПа.

Объяснение: