задача по физике (молекулярная)
Определить удельные теплоемкости cV и cр, если известно,
что некоторый газ при нормальных условиях имеет удельный объем
V = 0,7 м^(3)/кг. Что это за газ?
Определить удельные теплоемкости cV и cр, если известно,
что некоторый газ при нормальных условиях имеет удельный объем
V = 0,7 м^(3)/кг. Что это за газ?
Что такое удельный объем? По размерности смотрим: это объем, поделенный на массу. Следовательно, уд. объем равен единица делить на плотность:
Vуд=V/m=1/[m/V]=1/ρ
Вычисляем плотность:
ρ=1/Vуд=1/0.7=1.43 кг/м³
Из формулы p=nkT можно определить концентрацию молекул при нормальных условиях, так как при этих условиях (это по определению) давление р=1.01*10⁵, а температура T=273 K.
Вычисляем концентрацию:
n=p/(kT)=1.01*10⁵/(1.38*10⁻²³*273)=
=2.68*10²⁵ м⁻³ -- это так называемое число Лошмидта (число частиц газа в 1 м³ при нормальных условиях)
Поделим плотность (масса одного кубометра) на число молекул в одном кубометре, получим массу одной молекулы:
m₀=1.43/(2.68*10²⁵)=5.33*10⁻²⁶ кг
Теперь умножим массу одной молекулы на число Авогадро, получим молярную массу:
μ=m₀*Na=5.33*10⁻²⁶*6.02*10²³=
=0.0321 кг/моль
Ну и что это за газ, а? Двухатомный, вообще-то...
Надеюсь, догадаешься без Интернета, получишь первый ответ.
Дальше определишь его изохорную молярную теплоемкость по формуле
Сv=5R/2=5*8.31/2=...
Эту молярную теплоемкость делишь на μ=0.0321 кг/моль и получаешь удельную изохорную теплоемкость -- второй ответ.
По уравнению Роберта Майера вычисляешь молярную изобарную теплоемкость:
Ср=Сv+R=5R/2+R=7R/2=7*8.31/2=...
Умножаешь эту теплоемкость на μ=0.0321 кг/моль и получаешь удельную изобарную теплоемкость -- третий ответ.
Учись думать, студент. ☺