De l'azote pesant 200 g est chauffé à pression constante de la température t1=20°C à la température t2=200°C. Il est nécessaire de déterminer la quantité de chaleur absorbée par le gaz, l'augmentation de son énergie interne et le travail effectué par le gaz.
Répondre:
Pour résoudre le problème, nous utiliserons l’équation d’état d’un gaz parfait :
pV = nRT,
où p est la pression du gaz, V est son volume, n est la quantité de substance gazeuse, R est la constante universelle du gaz, T est la température absolue du gaz.
À partir des conditions du problème, la masse du gaz m = 200 g et sa composition sont connues, nous pouvons donc déterminer la quantité de substance gazeuse n à l'aide de la formule :
n = m/M,
où M est la masse molaire du gaz. Pour l'azote M = 28 g/mol.
La quantité de substance gazeuse, et donc son volume, peut être déterminée par les conditions initiales :
p1V1 = nRT1,
où p1 et T1 sont la pression et la température du gaz avant chauffage, V1 est son volume.
De même, selon les conditions finales, le volume final de gaz peut être déterminé :
p2V2 = nRT2.
À pression constante, le travail effectué par un gaz est calculé par la formule :
UNE = p(V2 - V1).
La quantité de chaleur absorbée par le gaz lorsqu'il est chauffé est déterminée par la formule :
Q = nСp(T2 - T1),
où Cp est la capacité calorifique du gaz à pression constante.
Pour l’azote, Cp = 29 J/(mol K).
Ainsi, la quantité de chaleur absorbée par le gaz lorsqu'il est chauffé est égale à :
Q = (0,00714 mol) × (29 J/(mol K)) × (200 °C - 20 °C) = 39,9 kJ.
L'augmentation de l'énergie interne d'un gaz peut être déterminée par la formule :
ΔU = Q - A = 39,9 kJ - 15,68 kJ = 24,22 kJ.
Répondre:
La quantité de chaleur absorbée par le gaz lors du chauffage est de 39,9 kJ. L'augmentation de l'énergie interne du gaz est de 24,22 kJ. Le travail effectué par le gaz est de 15,68 kJ.
Ce produit numérique contient une description détaillée d'un problème physique impliquant le chauffage de 200 g d'azote à pression constante. La description présente une solution au problème, y compris les formules et les lois de la physique utilisées pour les calculs. De plus, vous trouverez la dérivation de la formule de calcul et la réponse au problème.
Le problème peut être utile aux étudiants et aux professeurs de physique, ainsi qu'à toute personne intéressée par la physique. En commandant ce produit numérique, vous aurez accès à du matériel compréhensible et de haute qualité qui vous aidera à mieux comprendre les mécanismes des processus physiques.
Description du produit:
Le produit numérique « Problème 20322. Solution détaillée » est une description détaillée de la solution à un problème de physique impliquant le chauffage de 200 g d'azote à pression constante. La description présente les formules et les lois de la physique utilisées pour les calculs, ainsi que la dérivation de la formule de calcul et la réponse au problème.
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Le problème nécessite de trouver la quantité de chaleur absorbée par l'azote lorsqu'il est chauffé d'une température t°1 = 20°C à une température t°2 = 200°C à pression constante, ainsi que l'augmentation de l'énergie interne du gaz. et le travail effectué par le gaz. Pour résoudre le problème, l'équation d'état d'un gaz parfait, des formules pour déterminer la quantité de substance gazeuse, son volume, sa capacité thermique et son travail sont utilisés.
Une fois que vous recevrez ce produit numérique, vous serez en mesure de résoudre rapidement et facilement ce problème de physique et également de mieux comprendre le fonctionnement d'un gaz parfait lorsqu'il est chauffé à pression constante.
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Ce produit n'est pas un objet physique, mais plutôt un problème dans le domaine de la physique. La description du produit que vous avez fournie décrit le processus de chauffage de 200 g d'azote à pression constante d'une température de 20°C à une température de 200°C.
Pour résoudre ce problème, il faut utiliser les lois de la thermodynamique, à savoir la première loi de la thermodynamique, qui établit un lien entre la variation de l'énergie interne d'un gaz, la quantité de chaleur reçue ou dégagée par le gaz, et le travail effectué par le gaz.
Lors du chauffage de l'azote à pression constante, le travail effectué par le gaz sera égal au produit de la pression et de la variation de volume du gaz. Si le volume du gaz ne change pas, alors le travail effectué par le gaz sera nul.
La quantité de chaleur absorbée par le gaz peut être calculée à l'aide de la formule Q = mcΔT, où m est la masse du gaz, c est la chaleur spécifique du gaz à pression constante, ΔT est le changement de température.
L'augmentation de l'énergie interne d'un gaz peut être calculée à l'aide de la formule ΔU = Q - A, où Q est la quantité de chaleur absorbée par le gaz, A est le travail effectué par le gaz.
Ainsi, pour résoudre ce problème, il est nécessaire de connaître la capacité thermique spécifique de l’azote à pression constante et la pression à laquelle se produit le chauffage. La réponse au problème peut être obtenue en substituant les valeurs connues dans les formules appropriées.
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Solution au problème 7.4.4 de la collection Kepe O.E. - 7.4.4 Необходимо определить ускорение точки Н в момент времени, когда угол ? равен 60°. Для решения ... ...