Домашние задания: Физика

Нужно решение срочно

Один моль кислорода нагревается при постоянном объеме от температуры 0" С. Какое количество тепла надо сообщить ки-слороду, чтобы его давление увеличилось в 3 раза?
Дано:
V - const - изохорный процесс
v = 1 моль
M = 0,032 кг/моль - молярная масса кислорода
t1 = 0°C; T1 = 273 К
p1
p2 = 3*p1
i = 5 - число степеней свободы молекулярного кислорода
____________
Q - ?

Поскольку при изохорном процессе работу газ не совершает (А = 0), то по первому началу термодинамики подведенное количество теплоты:
Q = ΔU = (i/2)*v*R*(T2 - T1)

Температуру T2 найдем из закона Шарля
p2 / p1 = T2 / T1
T2 = T1*( p2 / p1) = T1* (3*p1 / p1) = 3*T1 = 3*273 = 819 К

Тогда:
Q = (i/2)*v*R*(T2 - T1) = (5/2)*1*8,31*(819 - 273) = 11 300 Дж или 11,3 кДж
Андрей Соколов
Андрей Соколов
73 229
Лучший ответ
Из уравнения состояния идеального газа pV=nRT следует, что давление и температура газа пропорциональны друг другу при постоянном количестве вещества и объеме, т.е. p1/T1=p2/T2, где p1 и T1 - изначальное давление и температура, p2 - давление после нагрева, T2 - температура после нагрева.

Давление увеличивается в 3 раза, значит p2=3p1.

Поскольку газ нагревается при постоянном объеме, то изменение температуры пропорционально изменению давления, т.е. T2/T1=p2/p1=3.

Таким образом, T2=3T1.

Количество тепла, необходимое для нагрева одного моля кислорода при постоянном объеме, можно вычислить по формуле Q=nCpΔT, где n=1 моль - количество вещества, Cp - молярная теплоемкость кислорода при постоянном давлении (6,95 Дж/(моль·К) при 25 С), ΔT=T2-T1=3T1-T1=2T1 - изменение температуры.

Следовательно, Q=1*6.95*2T1=13.9T1 Дж.

Таким образом, чтобы увеличить давление одного моля кислорода в 3 раза при постоянном объеме, необходимо добавить 13.9T1 Дж тепла, где T1 - начальная температура газа (0 С или 273 К).
Оля
Оля
914