Determinare la capacità termica specifica Cp di una miscela di argon e azoto

Per determinare la capacità termica specifica Ср di una miscela di argon e azoto con frazioni di massa pari a 0,5, è necessario utilizzare la seguente formula:

Cð = (C1 x w1 + C2 x w2) / (w1 + w2)

dove C1 e C2 sono rispettivamente le capacità termiche specifiche di argon e azoto, w1 e w2 sono rispettivamente le frazioni di massa di argon e azoto.

Per risolvere il problema è necessario conoscere le capacità termiche specifiche dell'argon e dell'azoto a pressione costante. Dalla tabella delle grandezze fisiche si possono ricavare i seguenti valori:

C1 = 0,52 kJ / (kg x K) C2 = 1,04 kJ / (kg x K)

Sostituendo questi valori e le frazioni di massa nella formula, otteniamo:

Cð = (0,52 x 0,5 + 1,04 x 0,5) / (0,5 + 0,5) = 0,78 kJ / (kg x K)

Pertanto, la capacità termica specifica Cp di una miscela di argon e azoto con frazioni di massa pari a 0,5 è pari a 0,78 kJ / (kg x K).

Compito 20265 risolto.

Descrizione del prodotto

Prodotto digitale: Determinazione della capacità termica specifica Ср di una miscela di argon e azoto

Questo prodotto digitale è una soluzione al problema della determinazione della capacità termica specifica Cp di una miscela di argon e azoto con frazioni di massa pari a 0,5.

La soluzione al problema include:

• Descrizione dettagliata della condizione problematica
• Formule e leggi utilizzate
• Derivazione della formula di calcolo
• Risolvere il problema con la spiegazione passo passo
• Risposta al problema

Questo prodotto digitale è destinato a studenti e insegnanti che studiano fisica e termodinamica. Può essere utilizzato per lo studio autonomo, la preparazione agli esami e lo svolgimento dei compiti.

Il bellissimo design html di questo prodotto crea un piacevole effetto visivo e rende il materiale più facile da percepire.

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Per risolvere il problema è necessario utilizzare la seguente formula:

Cð = (C1 x w1 + C2 x w2) / (w1 + w2)

dove C1 e C2 sono rispettivamente le capacità termiche specifiche di argon e azoto, w1 e w2 sono rispettivamente le frazioni di massa di argon e azoto.

Per questo problema, dalla tabella delle grandezze fisiche si possono ottenere i seguenti valori:

C1 = 0,52 kJ/(kg x K) C2 = 1,04 kJ/(kg x K)

Sostituendo questi valori e le frazioni di massa nella formula, otteniamo:

Cð = (0,52 x 0,5 + 1,04 x 0,5) / (0,5 + 0,5) = 0,78 kJ / (kg x K)

Pertanto, la capacità termica specifica Cp di una miscela di argon e azoto con frazioni di massa pari a 0,5 è pari a 0,78 kJ / (kg x K).

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Per risolvere questo problema possiamo utilizzare la formula per calcolare il calore specifico di una miscela di gas:

Cp(miscela) = Σ(xi * Cp,i)

dove xi è la frazione molare dell'i-esimo componente della miscela, Cp,i è il calore specifico dell'i-esimo componente a pressione costante.

Poiché nel nostro caso le frazioni in massa di argon e azoto sono pari a 0,5, anche le frazioni molari saranno pari a 0,5. Dalle tabelle si nota che i poteri termici specifici dell'argon e dell'azoto a pressione costante sono rispettivamente pari a 0,52 e 0,75 kJ/(kg*K).

Allora il calore specifico della miscela sarà pari a:

Cp(miscela) = (0,5 * 0,52) + (0,5 * 0,75) = 0,635 kJ/(kg*K)

Pertanto, la capacità termica specifica di una miscela di argon e azoto con frazioni di massa uguale e frazioni di volume uguale sarà pari a 0,635 kJ/(kg*K).

La capacità termica specifica Cp è una caratteristica importante per miscele di gas come argon e azoto. È definita come la quantità di calore necessaria per aumentare di un grado Celsius la temperatura di un'unità di massa di una miscela a pressione costante.

Per determinare la capacità termica specifica Cp di una miscela di argon e azoto, è necessario conoscere le loro frazioni di massa e le capacità termiche a volume costante Cv. Per una miscela di gas, è possibile utilizzare la formula:

Ср = (Cv1 + Cv2) * x1 * x2 / (x1 * Cv2 + x2 * Cv1)

dove Cv1 e Cv2 sono rispettivamente le capacità termiche di argon e azoto a volume costante, x1 e x2 sono le frazioni di massa di argon e azoto nella miscela.

Pertanto, conoscendo le frazioni di massa e le capacità termiche a volume costante di argon e azoto, è possibile determinare il calore specifico Cp di una miscela di questi gas.

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