ガスを100 Kで等圧加熱する場合、4.2 kDが必要です

一定圧力の気体を100Kに加熱する場合、4.2kJの熱を供給する必要があり、一定体積の気体を冷却して圧力を半分にする場合、気体は5.04kJの熱を放出します。一定体積での冷却中のガスの初期温度は T2 = 400 K です。これらのプロセスのグラフを P – V 座標でプロットするには、特定のガスのポアソン比を決定する必要があります。

ガスを100 Kで等圧加熱する場合、4.2 kJの熱が必要です

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当社のデジタル製品を使用すると、これらのプロセスを P – V 座標でプロットし、このガスのポアソン比を決定できます。この製品は、物理学や化学の分野の学生や専門家だけでなく、科学に興味がある人にとっても役立ちます。

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この製品は物理的な物体ではなく、むしろ物理分野の問題です。この条件は、ガスのポアソン比を計算するために使用できる等圧プロセスおよび等容プロセスのパラメーターを与えます。

ポアソン比は、断熱過程における圧力の相対変化と体積の相対変化の比として定義されます。特定のガスに対して、次の比率を使用できます。

γ = - (ΔV/V) / (ΔP/P)

ここで、ΔV/V は体積の相対変化、ΔP/P は圧力の相対変化です。

問題の条件から、100 K によるガスの等圧加熱には 4.2 kJ の熱が必要であることがわかります。このプロセスは等圧であるため、次の式を使用できます。

Q = n * Cp * ΔT

ここで、Q は熱量、n は物質の量、Cp は定圧における比熱、ΔT は温度変化です。

物質の量は一定なので、次のように書くことができます。

Cp = Q / nΔT

既知の値を代入すると、次のようになります。

Cp = 4.2 kJ / (n * 100 K)

同様に、等積気体冷却の条件からポアソン比を表すことができます。このプロセスは断熱的であるため、次の式を使用できます。

PV^γ = 定数

ここで、P は圧力、V は体積、γ はポアソン比です。

圧力が2回変化すると、

P' = P / 2

V' = V * (P/P')^(1/γ)

等積冷却中のガスの初期温度は T2 = 400 K であることが知られています。理想ガスの状態方程式を使用して、初期温度での体積を計算できます。

PV = nRT

V = nRT / P

既知の値を代入すると、次のようになります。

V = (nR / P) * T2

初期の体積と圧力が 2 倍に変化したときの体積がわかれば、体積の相対変化と圧力の相対変化を表し、上記の式を使用してポアソン比を求めることができます。

P – V 座標でプロセスのグラフを作成するには、ガスの状態方程式とプロセス方程式 (等圧および等容性) を知る必要があります。取得した値に基づいて、対応するグラフを構築できます。

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