В цилиндре объемом 0 024 находится газ который изобарно расширяется
Обновлено: 05.07.2024
Идеальный одноатомный газ, количество вещества которого v = 2,0 моль, сжали изобарно таким образом, что его объем уменьшился в п = 3 раза. Определите работу, совершенную внешними силами над газом, если начальная температура газа t0 = 77 °С.
если газ изобарно сжали, то Т К уменьшится так же как и объём в 3 раза. Т1 =77+273=350 К, Т2=1/3 Т1, А =- р* (V2- V1) =- vR( T2 -T1). A =-vR(1/3 T1 -T1) = -2 моль *8,31 Дж/ моль К * (-2/3 *350К) = 3878 Дж
Задайте свой вопрос по физике
профессионалам
Другие вопросы на эту тему:
Помогите, пожалуйста решить задачу.
кирпич бросили под углом к горизонту таким образом, что по горизонтали он пролетел А раз больше, чем та высота, на которую смог подняться: S=A*h. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить: под каким углом к горизонту кирпич бросали
Помогите,пожалуйста!
В цилиндре под поршнем находится идеальный одноатомный газ. На сколько изменилась внутренняя энергия газа, если он изобарно расширился при давлении 0,12MПа от объема 0,12 м3 до объема 0,14 м3 ?
Прошу помощи в решении задачи
Между обкладками незаряженного воздушного конденсатора
емкостью С , закороченных на резистор R размещают такую же
проводящую пластину с зарядом q на расстоянии X от одной из
обкладок. Затем ее быстро удаляют из конденсатора. Расстояние между обкладками d.…
Помогите с задачей по физике
К одному концу легкой пружины жесткостью 100Н/м прикреплен груз массой 1 кг, лежащий на горизонтальной плоскости, другой конец закреплен неподвижно. Груз смещают по горизонтали, растягивая пружину, затем отпускают с начальной скоростью, равной нулю. Груз движется в направлении и затем останавливается в положении, в котором пружина уже сжата. Максимальное растяжение пружины, при котором груз движется таким образом, равно 15см. Найдите коэффициент трения груза по плоскости.
Подскажите, пожалуйста как решать эти две задачки по физике?
1. В баллоне давлением Р находится газовая смесь из газа 1 и газа 2. Считая, что масса газа 1 составляет η % от массы смеси, определить парциальное давление отдельных газов .
Газ 1 СО2
Газ 2 О2
η=35%
Р1 = 0,14 МПа
2. Газ с массой m адиабатно расширили в n раз , а затем изобарно сжали до первоначального объема. Определить изменение энтропии газа в ходе указанных процессов.
n=4,5 газ Ar m=128 г
Плиз помогите решить задачу.
Запишем формулу работы газа для изобарного процесса
Aштрих=р*dv . ( p -давление, dv (дельта v ) -изменение объема.
По уравнению Менделеева-Клапейрона
p*dv = V*R*dT . ( V ( ню) -количество вещества ( молей) , R -универсальная газовая постоянная, dt - изменение температуры ( dt = t2 - t1 . dt = 200 - 50=150град ( dT = 150K ).Заменим
Aштрих=V*R*dT . V определим по первым данным
p*v1=V*R*T1, ( T1=323K
V=p*v1 / R*T1. подставим в формулу работы ( v1-начальный объем=0,02куб. м )
Аштрих=p*v1*R*dT / R*T1. сократим на R.
Aштрих=p*v1*dT / T1. ( непонятно с давлением . Может там 1МПа . 1мПа - уж очень маленькое ) проверь и посчитай.
Задание 9 № 8990
В сосуде постоянного объёма 24,93 л находится идеальный газ при неизменной температуре. Через маленькое отверстие в стенке сосуда газ очень медленно выпускают наружу. На графике показана зависимость давления p газа в сосуде от количества ν газа в нём. Чему равна температура газа? Ответ выразите в К.
Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:
Найдём отсюда температуру газа, взяв любую точку графика, например, (0,01 моль, 1 кПа):
Аналоги к заданию № 8939: 8990 Все
Задание 9 № 9145
Найдите, сколько молекул идеального газа в среднем содержится в объёме 100 кубических нанометров, если давление газа равно а его температура 7 °C. Ответ округлите до целого числа.
Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:
Найдем количество молекул газа:
Задание 9 № 9207
Газообразный азот находится в сосуде объёмом 33,2 литра. Давление газа 100 кПа, его температура 127 °С. Определите массу газа в этом сосуде. Ответ выразите в граммах и округлите до целого числа.
Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:
Найдем отсюда массу газа:
Аналоги к заданию № 9052: 9207 Все
Задание 9 № 10982
В резиновой оболочке содержится идеальный газ, занимающий объём 8,31 л при температуре 300 К и давлении 300 кПа. Внутрь оболочки закачали некоторое количество газа и нагрели её содержимое. В результате занимаемый газом объём увеличился на 50%, давление выросло на 100 кПа, а абсолютная температура возросла до 400 К. На сколько увеличилось количество газа в молях внутри оболочки?
Согласно уравнению Менделеева — Клапейрона
В начальный момент времени в оболочке содержалось
После того как закачали газ, в оболочке осталось
Таким образом, количество газа в оболочке увеличилось на 0,5 моля.
Аналоги к заданию № 10941: 10982 Все
Задание 9 № 16849
В сосуде неизменного объёма находится идеальный газ. Во сколько раз нужно увеличить количество газа в сосуде, чтобы после уменьшения абсолютной температуры газа в 2 раза его давление стало вдвое больше начального?
Из уравнения Менделеева—Клапейрона: Следовательно, для увеличения давления в два раза после уменьшения в два раза температуры газа нужно увеличить количество газа в сосуде в 4 раза.
Задание 9 № 17653
В сосуде неизменного объёма находится идеальный газ. Во сколько раз нужно уменьшить количество вещества газа в сосуде, чтобы после увеличения абсолютной температуры газа в 2 раза его давление стало вдвое меньше начального?
Из уравнения Менделеева—Клапейрона: Следовательно, для уменьшения давления в два раза после увеличения в два раза температуры газа нужно уменьшить количество газа в сосуде в 4 раза.
Задание 27 № 9248
Мальчик решил подняться в воздух на воздушных шарах с гелием. Известно, что мальчик весит 40 кг, а на улице нормальное атмосферное давление и температура 27 °С. Учитывая, что объем одного шара составляет 10 литров, найдите, сколько потребуется шаров для такого путешествия. Массой оболочки шаров и объемом мальчика пренебречь.
Мальчик будет подниматься за счет силы Архимеда, действующей на шары:
где m — масса мальчика, V — объём одного шара, n — количество шаров, — плотность воздуха, — плотность гелия.
Из уравнения Менделеева — Клапейрона можем найти плотность газа при данной температуре и давлении:
Найдем необходимое количество шаров, учитывая, что гелий в шариках находится при той же температуре и давлении, что и воздух вокруг:
Почему мы пренебрегаем массой оболочки шаров, но не массой гелия? Ведь масса шаров порядком выше массы гелия.
Чему примерно равны эти массы?
Задание 27 № 11812
Два баллона объёмами 10 и 20 л содержат 2 моль кислорода и 1 моль азота соответственно при температуре 28 °C. Какое давление установится в баллонах, если их соединить между собой? Температуру газов считать неизменной.
В конечном состоянии в баллонах суммарным объёмом будет находиться смеси двух газов при температуре 28 °С. Тогда согласно уравнению Менделеева — Клапейрона давление смеси будет:
Задание 9 № 819
Во сколько раз изменяется давление идеального газа при уменьшении объёма идеального газа в 2 раза и увеличении его абсолютной температуры в 4 раза?
Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением
Следовательно, при уменьшении объёма газа в 2 раза и увеличении его абсолютной температуры в 4 раза давление газа увеличится в 8 раз.
а при решении можно было использовать формулу pV/T=const?
Да, можно и так сказать. Все газовые законы — следствия уравнения Клапейрона-Менделеева, написанный Вами закон выполняется для фиксированного количества вещества. Поскольку в задаче количество газа не изменяется, для решения можно использовать и это соотношение.
А почему в 8 раз, а не в 2?
Запишем уравнение состояние для обоих случаев: , .
Задание 27 № 4149
Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой — аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона — 900 К, объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии.
Во сколько раз изменится объём, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемещается без трения? Теплоёмкостью цилиндра и поршня пренебречь.
Гелий и аргон можно описывать моделью идеального одноатомного газа, для которого применимо уравнение Клапейрона — Менделеева
Поршень в цилиндре вначале находится в состоянии механического равновесия, значит, давления газов в начальный момент совпадают. То же самое можно сказать и про конечный момент времени. В начальный момент объёмы газов одинаковы и равны V, и уравнение Клапейрона — Менделеева приводит к связи между начальными температурами гелия и аргона и и числом молей этих газов и :
После установления теплового равновесия температура газов равна T, а объёмы гелия и аргона изменились и стали равны и соответственно. Уравнения Клапейрона — Менделеева в этот момент приводят к соотношению Поскольку суммарный объём цилиндра остался неизменным: получаем, что Учитывая, что получим
В условии не сказано, что цилиндр разделен на две равные части. Как узнать ученику, что начальные объемы газов равны?
почему давления в конечный момент одинаковы?
По условию поршень подвижен, поэтому если у какого-то газа будет больше давление, он будет смещать поршень, пока давления не сравняются.
Задание 25 № 5551
На рисунке показан график изменения давления 32 моль газа при изохорном нагревании. Каков объём этого газа? Ответ приведите в кубических метрах с точностью до десятых.
Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона — Менделеева:
Выразим отсюда объём и подставим численные значения из любой удобной точки графика, например :
Задание 9 № 8435
1,36 моль идеального газа, находящегося в закрытом сосуде, начинают нагревать. График зависимости давления p этого газа от времени t изображён на рисунке. Через 60 минут после начала нагревания температура газа стала равна 300 К. Чему равен объём сосуда, в котором находится газ? Ответ выразите в литрах и округлите до целого числа.
Используя уравнение Менделеева — Клапейрона где — количество молей, получаем:
Как определить, какое из значений p брать для задачи (в данном варианте берем для 60 мин, в предыдущем для 0 мин, и только при этих значениях ответы совпадают)?
Задание 9 № 9052
Газообразный кислород находится в сосуде объёмом 33,2 литра. Давление газа 150 кПа, его температура 127 °С. Определите массу газа в этом сосуде. Ответ выразите в граммах и округлите до целого числа.
Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева:
Найдем отсюда массу газа:
Молярная масса кислорода 16 г/моль, а в решении написано 32.
Химическая формула газа кислорода —
Задание 9 № 1216
Объём 3 моль водорода в сосуде при температуре 300 К и давлении равен Во сколько раз отличается от него объём 3 моль кислорода при той же температуре и том же давлении?
Водород и кислород в сосуде можно считать идеальными газами. Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона — Менделеева: Поскольку и водорода, и кислорода используется по 3 моль, при той же температуре и том же давлении кислород будет занимать такой же объем
Задание 25 № 7366
В большом сосуде с жёсткими стенками, закрытом подвижным поршнем, находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. Давление в сосуде равно 300 кПа. Поршень переместили, поддерживая температуру содержимого сосуда постоянной. При этом половина водяного пара сконденсировалась. Какое давление установилось в сосуде? Ответ выразите в килопаскалях.
В сосуде находятся воздух и насыщенный пар, при этом давление в сосуде состоит из суммы давлений двух газов: Давление насыщенного пара при равно Значит, давление воздуха Далее сказано, что половина водяного пара сконденсировалась, это означает, что газ в сосуде сжали при постоянной температуре. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и, следовательно, при сжатии оно не изменилось (). Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона: Масса водяного пара уменьшилась вдвое, а значит, объём также должен уменьшиться вдвое.
Масса воздуха осталась той же самой, но при уменьшении объёма в два раза при постоянной температуре давление должно вырасти в два раза. Следовательно,
Давление в сосуде станет равным
Задание 9 № 9083
В сосуде объёмом 2 л находится 20 г идеального газа при давлении 2 атм и температуре 300 К. Во втором сосуде объёмом 3 л находится 30 г того же газа при температуре 450 К. Чему равно давление газа (в атм) во втором сосуде?
Состояние идеального газа описывается уравнением Клапейрона — Менделеева: Молярная масса газа равна Тогда давление того же газа в другом сосуде:
Задание 27 № 9289
Для того чтобы совершить полет, изобретатель массой 60 кг решил использовать 5000 воздушных шариков с гелием. До какого объёма необходимо надуть шар, чтобы изобретатель поднялся в воздух при нормальном атмосферном давлении и температуре воздуха T = 27 °С. Массой оболочки шаров и объёмом изобретателя пренебречь.
Изобретатель будет подниматься за счет силы Архимеда, действующей на шары:
где m — масса изобретателя, V — объём одного шара, n — количество шаров, — плотность воздуха, — плотность гелия.
Из уравнения Менделеева — Клапейрона можем найти плотность газа при данной температуре и давлении:
Найдем объём одного шара, учитывая, что гелий в шариках находится при той же температуре и давлении, что и воздух вокруг:
Здравствуйте, почему температура и давление гелия в шариках такое же, что и у воздуха вокруг?
Температура внутри шарика такая же как и снаружи, поскольку оболочка не теплоизолированная. С давлением чуть сложнее. Внутри шара оно чуть-чуть выше наружного, так как растянутая оболочка тоже создаёт давление. Но этим избыточным давлением можно пренебречь.
Задания Д13 № 3517
Для анализа изотермического, изобарного и изохорного процессов над фиксированным количеством идеального газа используют первое начало термодинамики: Передаваемое количество теплоты при:
А) Изотермическом процессе
Б) Изобарном процессе
В) Изохорном процессе
1) Идет на увеличение его внутренней энергии
2) Полностью превращается в работу
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Вспомним все, что может потребоваться при решении данной задачи.
Для идеального газа внутренняя энергия зависит только от температуры: следовательно, изменить внутреннюю энергию идеального газа можно, только нагрев или охладив его. Работа газа всегда связана с изменением его объема, если газ расширяется, он совершает положительную работу, если сжимается, то отрицательную. Наконец, идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона-Менделеева:
При изотермическом процессе, температура остается неизменной, поэтому внутренняя энергия идеального газа не изменяется, а значит, согласно первому началу термодинамики, все переданное тепло полностью превращается в работу (А — 2). При изобарном, процессе, то есть при постоянном давлении, согласно уравнению Клапейрона-Менделеева, меняется как температура, так и объем газа, а значит в правой части первого начала термодинамики отличны от нуля оба слагаемых: тепло идет и на увеличение внутренней энергии газа, и на работу (Б — 3). Наконец, при изохорном процессе, объем газа фиксирована. Следовательно, все тепло идет на изменение внутренней энергии (В — 1).
Вам может понравиться Все решебники
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.
Читайте также: