Lors du chauffage isobare d'un gaz à 100 K, 4,2 kD sont nécessaires

Lors du chauffage d'un gaz à pression constante de 100 K, il est nécessaire de fournir 4,2 kJ de chaleur, et lors du refroidissement du gaz à volume constant et en réduisant de moitié la pression, le gaz libère 5,04 kJ de chaleur. La température initiale du gaz lors du refroidissement à volume constant est T2 = 400 K. Pour tracer des graphiques de ces processus en coordonnées P – V, il est nécessaire de déterminer le coefficient de Poisson pour un gaz donné.

Lors du chauffage isobare d'un gaz à 100 K, 4,2 kJ de chaleur sont nécessaires

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À l’aide de notre produit numérique, vous pouvez tracer ces processus en coordonnées P – V et déterminer le coefficient de Poisson pour ce gaz. Ce produit sera utile aux étudiants et aux professionnels dans le domaine de la physique et de la chimie, ainsi qu'à toute personne intéressée par la science.

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Ce produit n'est pas un objet physique, mais plutôt un problème dans le domaine de la physique. La condition donne les paramètres des processus isobares et isochores qui peuvent être utilisés pour calculer le coefficient de Poisson pour le gaz.

Le coefficient de Poisson est défini comme le rapport entre la variation relative de pression et la variation relative de volume au cours d'un processus adiabatique. Pour un gaz donné, vous pouvez utiliser le ratio suivant :

γ = - (ΔV/V) / (ΔP/P)

où ΔV/V est le changement relatif de volume, ΔP/P est le changement relatif de pression.

D'après les conditions du problème, on sait qu'avec un chauffage isobare d'un gaz de 100 K, 4,2 kJ de chaleur sont nécessaires. Puisque le processus est isobare, on peut utiliser la formule :

Q = n * Cp * ΔT

où Q est la quantité de chaleur, n est la quantité de substance, Cp est la chaleur spécifique à pression constante, ΔT est le changement de température.

Puisque la quantité de substance est constante, on peut écrire :

Cp = Q / nΔT

En remplaçant les valeurs connues, on obtient :

Cp = 4,2 kJ / (n * 100 K)

De même, à partir des conditions de refroidissement isochore des gaz, le coefficient de Poisson peut être exprimé. Puisque le processus est adiabatique, on peut utiliser la formule :

PV^γ = const

où P est la pression, V est le volume, γ est le coefficient de Poisson.

Lorsque la pression change deux fois :

P' = P / 2

V' = V * (P/P')^(1/γ)

On sait que la température initiale du gaz lors du refroidissement isochore est T2 = 400 K. Vous pouvez utiliser l'équation d'état d'un gaz parfait pour calculer le volume à la température initiale :

PV = nRT

V = nRT/P

En remplaçant les valeurs connues, on obtient :

V = (nR/P) * T2

Connaissant le volume initial et le volume lorsque la pression change d'un facteur deux, nous pouvons exprimer le changement relatif de volume et le changement relatif de pression, puis trouver le coefficient de Poisson en utilisant la formule donnée ci-dessus.

Pour construire des graphiques de processus en coordonnées P – V, il est nécessaire de connaître l'équation d'état du gaz et l'équation des processus (isobares et isochores). Sur la base des valeurs obtenues, vous pouvez construire les graphiques correspondants.

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