Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Примеры решения задач. Задача 1. Определить плотность смеси газов водорода массой 8 г и кислорода массой 64 г при температуре 290 К и давлении 0,1 МПа




Задача 1. Определить плотность смеси газов водорода массой 8 г и кислорода массой 64 г при температуре 290 К и давлении 0,1 МПа. Газы считать идеальными.

Решение. Плотность газа определяется , (1.6) где масса смеси определяется их суммой: .

Количество вещества смеси:

. (1.7)

Уравнение Менделеева-Клапейрона для смеси газов:

. (1.8)

Определим объем смеси газов из уравнения (1.8):

, (1.9)

Подставив в формулу (1.6) значение объема (1.9), получим:

. (1.10)

Проверим размерность:

.

Произведем вычисления:

.

Ответ: плотность смеси .

Задача 2. В сосуде вместимостью 0,3 л при температуре 290 К находится некоторый газ. На сколько понизится давление газа в сосуде, если из него в результате утечки выйдет 1019 молекул?

Решение. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для двух состояний газа , . (1.11)

Определим давление газа в первом и во втором состояниях:

и . (1.12)

Изменение давления

. (1.13)

Число молекул, покинувших сосуд:

. (1.14)

Следовательно, , подставив это значение в формулу изменения давления, получим:

.

Проверим размерность:

= [Па].

Произведем вычисления:

(Па).

Ответ: давление газа понизилось на 133 Па.

Задача 3. В баллоне объемом 10 л находится гелий под давлением 1 МПа при температуре 300 К. После того как из баллона было израсходовано 10 г гелия, температура понизилась до 290 К. Определить давление гелия, оставшегося в баллоне.

Решение. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для первого и второго состояний газа: и . (1.16) Выразим массу газа в первом и во втором состояниях:

и . (1.17)

Масса израсходованного гелия:

, (1.18)

Из этого уравнения выразим искомое давление:

. (1.19)

Проверим размерность:

[Па].

Произведем вычисления:

(Па).

Ответ: давление газа оставшегося в сосуде равно Па.

Задача 4. Найти среднюю кинетическую энергию одной молекулы аммиака NH3 при температуре 27 оС и среднюю энергию вращательного движения одной молекулы при той же температуре.

Решение. Полная средняя энергия одной молекулы определяется по формуле , (1.20)

где i – число степеней свободы, k – постоянная Больцмана, Т – термодинамическая температура.

Для четырех атомных молекул полное число степеней свободы равно 6, из них 3 поступательного и 3 вращательного движения.

Средняя энергия вращательного движения молекулы определится по формуле

, (1.21)

Проверим размерность:

.

Подставим значения величин в формулы (1.20), (1.21) и вычислим энергии

;

.

Ответ: полная энергия молекулы 1,242 10-20 Дж, энергия вращательного движения молекулы 6,21 10-21 Дж.

 







Дата добавления: 2015-08-30; просмотров: 4485. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия