Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 99 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

99
3.5. Термодинамика
Задача 5.1.Вычислить удельные теплоемкости при постоянном объеме
с
V
и при постоянном давлении с
Р
неона и водорода, принимая эти газы за
идеальные.
Решение: Дано:
Н
2
, Ne
c
V
-?, с
Р
-?
Удельные теплоемкости идеальных газов
выражаются формулами:
c
V
,
2
2
2
,
M
Ri
M
Ri
P
C
+
==
где i – число степеней свободы молекулы газа; М – молярная масса. Для
неона (одноатомный газ) i=3 и М=20⋅10
-3
кг/моль (таблица 1,стр.)
)./(
3
1004,1
3
10
20
31,8
2
23
);/(
2
1024,6
3
1020
31
,
8
2
3
КкгДж
КкгДж
P
C
V
С
⋅⋅=
−
⋅
⋅
+
⋅⋅=
−
⋅
⋅
=
=
Для водорода (двухатомный газ) i=5 и М=2⋅10
-3
кг/моль. Тогда для него
)./(1046,1
3
10
2
31,8
2
25
);/(1004,1
3
102
31
,
8
2
5
4
4
КкгДж
КкгДж
P
C
V
С
⋅⋅=
−
⋅
⋅
+
⋅⋅=
−
⋅
⋅
=
=
Ответ: c
V
=
);/(1004,1
4
КкгДж ⋅⋅
с
Р
)/(1046,1
4
КкгДж ⋅⋅=
Задача 5.2. Определить количество теплоты, поглощаемой водородом
массой m =0,2 кг при нагревании его от температуры t
1
=0
0
C до температуры
t
2
=100
0
C при постоянном давлении. Найти также изменение внутренней
энергии газа и совершаемую им работу.
Решение: Дано:
Н
2
m=0,2кг
t
1
=0
0
C; T
1
=273K
t
2
=100
0
C; T
2
=373К
Р=const
Количество теплоты Q, поглощаемое водородом
при изобарном нагревании, определим по
формуле:
Q=
M
C
P
⋅ ΔT, (5.2.1)
где m – масса газа; М − молярная масса, C
P
– 
3.5. Термодинамика
     Задача 5.1. Вычислить удельные теплоемкости при постоянном объеме
сV и при постоянном давлении сР неона и водорода, принимая эти газы за
идеальные.

Дано:                          Решение:
Н2, Ne                         Удельные теплоемкости идеальных газов
                               выражаются формулами:
cV-?, сР-?                     cV = i R , C P = i + 2 R ,
                                    2M            2 M
где   i–    число степеней свободы молекулы газа;                       М   – молярная масса. Для
                                                        -3
неона (одноатомный газ) i=3 и М=20⋅10 кг/моль (таблица 1,стр.)
           3   8,31
      С = ⋅            = 6,24 ⋅10 2 Дж /(кг ⋅ К );
       V   2 20 ⋅10 −3

        C       = 3 + 2 ⋅ 8,31       = 1,04 ⋅103 Дж /(кг ⋅ К ).
            P       2    20 ⋅10 −3
                                                                  -3
Для водорода (двухатомный газ) i=5 и М=2⋅10                            кг/моль. Тогда для него
          5 8,31
      С = ⋅          = 1,04 ⋅10 4 Дж /(кг ⋅ К );
       V  2 2 ⋅10 −3

        C       = 5 + 2 ⋅ 8,31 = 1,46 ⋅10 4 Дж /(кг ⋅ К ).
            P       2    2 ⋅10 −3

                Ответ: cV =1,04 ⋅10 4 Дж /(кг ⋅ К );         сР   = 1,46 ⋅10 4 Дж /(кг ⋅ К )

        Задача 5.2. Определить количество теплоты, поглощаемой водородом
массой m =0,2 кг при нагревании его от температуры t1 =00C до температуры
t2 =1000C при постоянном давлении. Найти также изменение внутренней
энергии газа и совершаемую им работу.

Дано:                                Решение:
Н2                                   Количество теплоты Q, поглощаемое водородом
m=0,2кг                              при изобарном нагревании, определим по
                                     формуле:
t1=00C; T1=273K
                                     Q= m CP⋅ ΔT,                                              (5.2.1)
t2=100 0C; T2=373К                         M
Р=const                              где   m   – масса газа;       М     − молярная масса,     CP    –



                                                   99

Страницы