Tentukan perbandingan indeks adiabatik suatu campuran gas

Untuk menyelesaikan masalah tersebut, perlu ditentukan indeks adiabatik campuran gas yang diperoleh dengan mencampurkan 5 g helium dan 2 g hidrogen, dan membandingkannya dengan indeks adiabatik komponen murni.

Mari kita beralih ke pemecahan masalah. Indeks adiabatik ditentukan dengan rumus:

= Cp/Cv,

dimana Cp dan Cv masing-masing adalah kapasitas panas pada tekanan konstan dan volume konstan. Untuk gas murni, indeks adiabatik dapat ditentukan dari tabel atau menggunakan rumus berikut:

γ(Dia) = 1,67, γ(H2) = 1,41.

Untuk campuran gas, indeks adiabatik dapat ditentukan dengan rumus:

= (Cp1 + Cp2) / (Cv1 + Cv2),

dimana Cp1 dan Cv1 masing-masing adalah kapasitas panas pada tekanan konstan dan volume konstan untuk komponen pertama, dan Cp2 dan Cv2 untuk komponen kedua.

Untuk helium dan hidrogen, kapasitas panas pada tekanan konstan dan volume konstan dapat ditemukan dalam tabel atau menggunakan nilai berikut:

Cp(He) = 20,78 J/(molK), Cv(He) = 12,47 J/(molK), Cp(H2) = 28,83 J/(molK), Cv(H2) = 20,43 J/(molKE).

Untuk mencari kapasitas kalor dapat menggunakan rumus berikut:

C = q / (n * ΔT),

dimana q adalah jumlah kalor yang dipindahkan ke sistem, n adalah jumlah zat, ΔT adalah perubahan suhu.

Untuk campuran gas, jumlah zat dapat dicari dengan menggunakan rumus:

n = m / M,

dimana m adalah massa campuran gas, M adalah massa molar.

Untuk helium dan hidrogen, massa molar dapat ditemukan dalam tabel atau gunakan nilai berikut:

M(He) = 4 g/mol, M(H2) = 2 g/mol.

Sekarang kita dapat menghitung kapasitas panas untuk setiap komponen:

Cp(He) = q(He) / (n(He) * ΔT), Cv(He) = Cp(He) - R, Cp(H2) = q(H2) / (n(H2) * ΔT), Cv(H2) = Cp(H2) - R,

dimana R adalah konstanta gas universal. Untuk memudahkan penghitungan, Anda dapat menggunakan nilai berikut:

R = 8,31 J/(molK), R = 0,0821 literatm/(mol*K).

Mengganti nilai yang ditemukan, kita mendapatkan:

Cp(He) = 20,78 J/(molK), Cv(He) = 8,31 J/(molK), Cp(H2) = 28,83 J/(molK), Cv(H2) = 8,4 J/(molKE).

Sekarang kita dapat mencari eksponen adiabatik untuk campuran gas:

γ = (Cp1 + Cp2) / (Cv1 + Cv2) = (20,78 + 28,83) / (8,31 + 8,4) ≈ 1,66.

Nilai indeks adiabatik yang diperoleh untuk campuran gas mendekati indeks adiabatik helium dan lebih kecil dari indeks adiabatik hidrogen.

Jadi, perbandingan indeks adiabatik campuran gas yang diperoleh dengan mencampurkan 5 g helium dan 2 g hidrogen dengan indeks adiabatik komponen murni adalah kira-kira 1,66 untuk campuran, 1,67 untuk helium, dan 1,41 untuk hidrogen. Hal ini menunjukkan bahwa indeks adiabatik campuran gas mendekati indeks adiabatik helium dan lebih kecil dari indeks adiabatik hidrogen.

Deskripsi Produk: Penentuan rasio indeks adiabatik suatu campuran gas

Produk digital ini merupakan solusi dari permasalahan penentuan perbandingan indeks adiabatik suatu campuran gas. Penyelesaiannya berisi catatan rinci tentang kondisi masalah, rumus dan hukum yang digunakan dalam penyelesaian, turunan rumus perhitungan dan jawabannya.

Solusinya disajikan dalam format HTML yang nyaman dan dirancang dengan indah, yang memungkinkan Anda membiasakan diri dengan materi dengan cepat dan mudah dan mengevaluasi kualitasnya secara visual.

Produk ini semoga bermanfaat bagi siswa dan guru yang mempelajari termodinamika dan dinamika gas, serta siapa saja yang tertarik dengan bidang ilmu ini.

Produk digital ini merupakan solusi rinci untuk masalah penentuan rasio indeks adiabatik campuran gas yang diperoleh dengan mencampurkan 5 g helium dan 2 g hidrogen terhadap indeks adiabatik komponen murni. Penyelesaiannya berisi catatan singkat tentang kondisi masalah, rumus dan hukum yang digunakan dalam penyelesaian, turunan rumus perhitungan dan jawabannya.

Untuk menyelesaikan permasalahan tersebut, perlu ditentukan indeks adiabatik suatu campuran gas dengan menggunakan rumus = (Cp1 + Cp2) / (Cv1 + Cv2), dimana Cp1 dan Cv1 masing-masing adalah kapasitas kalor pada tekanan tetap dan volume tetap. , untuk komponen pertama (helium), dan Cp2 dan Cv2 - untuk komponen kedua (hidrogen).

Untuk gas murni, indeks adiabatik dapat ditentukan dari tabel atau menggunakan rumus berikut: γ(He) = 1,67, γ(H2) = 1,41. Untuk helium dan hidrogen, kapasitas kalor pada tekanan dan volume konstan dapat dilihat pada tabel atau menggunakan nilai berikut: Cp(He) = 20,78 J/(molK), Cv(He) = 12,47 J/(molK), Cp(H2) = 28,83 J/(molK), Cv(H2) = 20,43 J/(molK).

Untuk mencari kapasitas kalor dapat menggunakan rumus C = q / (n * ΔT), dimana q adalah banyaknya kalor yang berpindah ke sistem, n adalah banyaknya zat, ΔT adalah perubahan suhu. Untuk campuran gas kita, jumlah zat dapat dicari dengan menggunakan rumus n = m / M, dimana m adalah massa campuran gas, M adalah massa molar.

Setelah menemukan semua nilai yang diperlukan, Anda dapat menggantinya ke dalam rumus = (Cp1 + Cp2) / (Cv1 + Cv2) dan mendapatkan jawabannya. Dalam hal ini, indeks adiabatik untuk campuran gas akan menjadi sekitar 1,66, yang mendekati indeks adiabatik helium dan lebih kecil dari indeks adiabatik hidrogen.

Produk ini semoga bermanfaat bagi siswa dan guru yang mempelajari termodinamika dan dinamika gas, serta siapa saja yang tertarik dengan bidang ilmu ini. Jika Anda memiliki pertanyaan tentang pemecahan masalah, Anda dapat menghubungi penulis solusi untuk mendapatkan bantuan.

***

Untuk menentukan perbandingan indeks adiabatik suatu campuran gas yang diperoleh dengan mencampurkan 5 g helium dan 2 g hidrogen dengan indeks adiabatik komponen murni, perlu menggunakan rumus untuk menghitung indeks adiabatik suatu gas:

γ = Cp/Cv,

dimana γ adalah eksponen adiabatik, Cp adalah kapasitas panas pada tekanan konstan, dan Cv adalah kapasitas panas pada volume konstan.

Untuk menghitung indeks adiabatik suatu campuran gas, perlu diketahui indeks adiabatik masing-masing komponen dan fraksi volumenya dalam campuran tersebut. Karena massa komponen ditunjukkan dalam soal, maka perlu ditentukan terlebih dahulu massa molarnya.

Massa molar helium adalah 4 g/mol, dan massa molar hidrogen adalah 2 g/mol. Jadi, jumlah mol helium adalah 5 g / 4 g/mol = 1,25 mol, dan jumlah mol hidrogen adalah 2 g / 2 g/mol = 1 mol. Jumlah mol dalam campuran adalah 1,25 mol + 1 mol = 2,25 mol.

Fraksi volume helium dalam campuran adalah (jumlah mol helium * volume molar helium) / (jumlah mol * volume molar campuran) = (1,25 mol * 24,79 l/mol) / (2,25 mol * 24,45 l/mol) ≈ 0,570. Fraksi volume hidrogen dalam campuran adalah 1 - 0,570 = 0,430.

Indeks helium adiabatik pada volume konstan adalah 1,67, dan pada tekanan konstan - 1,40. Indeks adiabatik hidrogen pada volume konstan adalah 1,40, dan pada tekanan konstan adalah 1,41.

Untuk menghitung indeks adiabatik campuran gas, perlu untuk menghitung rata-rata tertimbang eksponen adiabatik komponen, dengan mempertimbangkan fraksi volumenya dalam campuran:

γcampuran = (γhelium * Vhelium + γhidrogen * Vhidrogen) / (Vhelium + Vhidrogen),

dimana Vhelium dan Vhidrogen masing-masing adalah volume helium dan hidrogen dalam campuran.

Volume helium adalah 0,570 * volume molar campuran ≈ 13,9 l, dan volume hidrogen adalah 0,430 * volume molar campuran ≈ 10,3 l.

Sekarang Anda dapat mengganti nilainya ke dalam rumus dan menghitung indeks adiabatik campuran gas:

γsmesi = (1,67 * 13,9 l + 1,40 * 10,3 l) / (13,9 l + 10,3 l) ≈ 1,58.

Jawaban: perbandingan indeks adiabatik campuran gas yang diperoleh dengan mencampurkan 5 g helium dan 2 g hidrogen dengan indeks adiabatik komponen murni adalah 1,58 / 1,67 ≈ 0,946 untuk helium dan 1,58 / 1,41 ≈ 1,12 untuk hidrogen .

***

1. Produk digital unggulan dengan fungsi berguna untuk perhitungan di bidang dinamika gas.
2. Alat digital yang nyaman dan mudah digunakan untuk menentukan indeks adiabatik campuran gas.
3. Produk digital ini mengurangi waktu penghitungan dan meningkatkan keakuratan hasil.
4. Cara cepat dan efektif untuk menentukan indeks adiabatik suatu campuran gas.
5. Produk digital adalah alat yang sangat diperlukan bagi para insinyur dan ilmuwan.
6. Membeli produk digital ini membuat pengerjaan gas menjadi lebih mudah.
7. Kombinasi sempurna antara presisi tinggi dan kemudahan penggunaan dalam produk digital ini.
8. Produk digital ini memungkinkan Anda menghitung indeks adiabatik campuran gas dengan cepat dan mudah.
9. Saya merekomendasikan produk digital ini kepada siapa saja yang bekerja dengan gas dan membutuhkan perhitungan yang akurat.
10. Produk digital ini merupakan alat yang sangat baik untuk pengajaran dan penelitian di bidang dinamika fluida.

Keunikan:

Produk digital yang sangat nyaman dan mudah dipahami untuk menghitung eksponen adiabatik dari campuran gas.

Akses cepat ke perhitungan yang diperlukan berkat produk digital ini.

Dengan bantuan produk digital ini, saya dapat secara signifikan mengurangi waktu perhitungan.

Produk digital sangat bagus untuk mereka yang terlibat dalam perhitungan teknis.

Terima kasih banyak atas produk digital ini - ini membantu saya dengan perhitungan yang rumit.

Antarmuka yang sangat nyaman dan intuitif dari produk digital ini.

Dengan bantuan produk digital ini, saya dapat secara akurat menentukan eksponen adiabatik dari campuran gas.

Produk digital membantu saya membuat perhitungan saya lebih akurat dan efisien.

Banyak pilihan fitur dan fungsi pada produk digital ini.

Produk digital yang sangat berguna dan berguna bagi para insinyur dan ilmuwan.