Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном объеме 2 моль идеального одноатомного газа

Какое количество теплоты необходимо сообщать одному молю идеального одноатомного газа, находящемуся в зарытом баллоне при температуре 27 С, чтобы повысить его давление в 3 раза?

Т.к. баллон закрытый, то процесс можно считать изохорным. Записываем закон Шарля: Р2/Р1=Т2/Т1, так как Р2/P1= 3 , то Т2/Т1 = 3. Следовательно Т2=3*Т1. Первый закон термодинамики для изохорного процесса звучит так: Q=∆U ∆U = i/2*v*R*∆Т = i/2*v*R*(3*T1-T1) = i/2*v*R* 2*T1 = i*v*R*T1. i = 3 идеальный газ v = 1 моль R = 8,31 Дж/(моль*К) T1 = 27 C = 300 K ∆U = 3*1*8.31*300 = 7479 Дж. Ответ: Q=7479 Дж

Вероника 5 лет назад

Данные: ν (количество вещества газа) = 1 моль; T (абсолютная температура газа в баллоне) = 300 К (27 ºС); давление газа необходимо повысить в 3 раза.

Постоянные: R (универс. газовая постоянная) = 8,314 Дж/(моль*К).

Начальное кол-во теплоты: U1 = 3/2 * P * V = 3/2 * ν * R * T.

Увеличение давления в 3 раза: U2 = 3 * 3/2 * P * V = 3 * 3/2 * ν * R * T.

Необходимое кол-во теплоты: ΔU = U2 — U1 = 3 * P * V = 3 * ν * R * T = 3 * 1 * 8,314 * 300 = 7482,6 Дж.

Ответ: Необходимо передать 7482,6 Дж теплоты.

Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном объеме 2 моль идеального одноатомного газа

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
§16. Распределения.
Задача № 4
В запаянном стеклянном баллоне заключен моль одноатомного газа при температуре Т₀=293 К. Какое количество теплоты Q нужно сообщить газу, чтобы средняя скорость его молекул увеличилась на 1%.

Q=(i/2)nRT((1+n)2-1)=73,45 Дж.

Дано:

Т0=293 К

Найти:

Q-?

Количество теплоты при постоянном объеме

Молярная теплоемкость газа при постоянном объеме
,

Средняя арифметическая скорость молекул рассчитывается по формуле
,

Так как , то

,
,
,
,
Подставляем в формулу для определения количества теплоты при постоянном объеме
,

Газ нагревается при постоянном давлении (9 декабря 2007)

Один моль идеального одноатомного газа, имевший температуру T = 273 K, нагревается при постоянном давлении. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы его объём удвоился?

(Задача на первый заочный тур олимпиады по физике).

• газовые законы
• уравнение Менделеева-Клапейрона
• задачи с подсказками

• версия для печати
• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Комментарии

Опубликовано 13 декабря, 2007 — 20:56 пользователем mftius11

Так как газ нагревается при постоянном давлении, то V_o/T_o = V₁/T₁, где V_o, T_o, V₁, T₁ — начальный объем, температура и конечный объем, температура соответственно. Т. к. V₁ = 2V_o, то T₁ = 2T_o.

При изобарном нагревании газа ему сообщается теплота, идущая на совершение им работы и на изменение внутренней энергии: dQ = dU + dA. dU = Cp*(2T_o − T_o) = Cp*T_o, где cv — молярная теплоемкость идеального одноатомного газа в процессе происходящем при неизменном давлении.

Из уравнения состояния идеального одноатомного газа (ур-ние Менделеева-Клапейрона) получим:
pV_o = (3/2)nRT_o. При n = 1 получим dA = (3/2)RT_o.

Тогда кол-во теплоты сообщенное газу в этом процессе dQ = (5/2)R*T_o + (3/2)RT_o = 4RT_o = 4*8,31*273.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Опубликовано 13 декабря, 2007 — 21:28 пользователем В. Грабцевич

А если изменение внутренней энергии равно (3/2)vRdT = (3/2)vRT_o, а работа, совершеннная газом, A = pdV = vRT_o? Тогда количество теплоты Q = (5/2)vRT_o.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном объеме 2 моль идеального одноатомного газа

Разделы

Дополнительно

МАТЕМАТИКА

• ВСЕ ЗАДАЧИ
• МЕХАНИКА
• – Кинематика
• – Динамика поступательного движения
• – Динамика вращательного движения
• – Статика
• ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

• ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
• ГИДРОСТАТИКА И ГИДРОДИНАМИКА
• ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА
• ТЕРМОДИНАМИКА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
• КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
• АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

• ВСЕ ЗАДАЧИ
• — Элементарная математика
• — Элементарная арифметика
• — Элементарная алгебра
• — Теория элементарных функций и элементы анализа
• Высшая математика
• — Математический анализ

• — Теория вероятности и мат. статистика
• Геометрия
• — Планиметрия
• — Стереометрия
• Математическая логика
• — Комбинаторика
• — Теория графов

• ВСЕ ЗАДАЧИ
• — Неорганическая химия
• — Органическая химия

Задача по физике — 3681

Состояние $\nu$ молей идеального газа изменялось сначала по изохоре 1-2, затем по изобаре 2-3. Отношение давлений в состояниях 1 и 2 задано: $p_ <2>/ p_ = k$. Известно, что в состоянии 3 температура газа равна $T$. Определить работу, совершенную газом в процессе 1-2-3. На графике 0-1-3 — прямая.

Задача по физике — 3682

Состояние $\nu$ молей идеального газа изменялось вначале по изобаре 1-2, затем по изохоре 2-3. При этом газом совершена работа $A$. Отношение давлений в состояниях 2 и 3 задано: $p_ <2>/ p_ = k$. Известно, что температура в состоянии 3 равна температуре в состоянии 1. Определить эту температуру.

Задача по физике — 3683

Одноатомный идеальный газ в количестве 1 моля находится в закрытом сосуде при температуре $27^ < \circ>С$. Какое количество теплоты надо сообщить газу, чтобы его давление повысилось в 3 раза.

Задача по физике — 3684

При изобарическом нагревании газа от $t_ <1>= 20^ < \circ>С$ до $t_ = 50^ < \circ>С$ газ совершает работу $A = 2,5 кДж$. Определить число молекул $N$ газа, участвующих в этом процессе.

Задача по физике — 3685

Найти работу изобарического расширения $\nu = 2$ молей идеального газа, если известно, что концентрация молекул в конечном состоянии в $q = 2$ раза меньше, чем в начальном при температуре $T_ <1>= 300 К$.

Задача по физике — 3687

Один моль идеального газа изохорически перевели из состояния 1 в состояние 2 так, что его давление уменьшилось в $n = 1,5$ раза. Затем газ изобарически нагрели до первоначальной температуры $T_<1>$. При этом газ совершил работу $A = 0,83 кДж$. Определите величину $T_<1>$.

Задача по физике — 3688

В теплоизолированном цилиндре под теплонепроницаемым поршнем находится одноатомный идеальный газ с начальным давлением $p_ <0>= 10^ Па$, объемом $V_ <0>= 3 дм^$ и температурой $T_ <0>= 300 К$. При сжатии газа над ним совершили работу $A = 90 Дж$. Найдите температуру газа после сжатия.

Задача по физике — 3689

На сколько увеличится внутренняя энергия одноатомного идеального газа в процессе изобарического расширения, если газу сообщили при этом количество теплоты $Q = 30 кДж$?

Задача по физике — 3690

Некоторое количество идеального одноатомного газа участвует в процессе, в ходе которого сначала давление газа изохорически увеличили $n = 2$ раза, а затем его объем изобарически увеличили в $k = 3$ раза. Какое количество теплоты сообщают газу в указанном процессе? Начальное давление и объем газа $p_ <0>= 10^ Па$ и $V_ <0>= 100 л$ соответственно.

Задача по физике — 3691

Водород массой $m = 0,5 кг$ участвует в процессе, в ходе которого сначала его давление изохорически уменьшают в $n = 5$ раз, а затем его объем изобарически увеличивают таким образом, что начальная и конечная температуры газа в процессе совпадают. Молярная масса водорода $\mu = 2 г/моль$. Какую работу совершил газ в указанном процессе, если его начальная температура $T_ <0>= 500 К$?

Задача по физике — 3692

При изобарном расширении $m = 20 г$ водорода его объем увеличился в $n = 2$ раза. Начальная температура газа $T = 300 К$. Определите работу газа при расширении. Молярная масса водорода $\mu = 2 г/моль$.

Задача по физике — 3693

В теплоизолированный цилиндрический сосуд, закрытый легко перемещающимся практически невесомым поршнем, поместили $\nu$ молей атомарного газа при температуре $T_<0>$. Начальный объем газа — $V_<0>$. В результате поршень двигается до тех пор, пока объем газа не увеличится до $V$. Во сколько раз уменьшилась при этом температура газа, если давление окружающей среды остается постоянным. Газ — идеальный.

Задача по физике — 3694

Один моль одноатомного газа, имевшего температуру $0^ < \circ>С$, нагревается при постоянном давлении. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы его объем удвоился? Какая работа при этом будет совершена газом?

Задача по физике — 3695

В теплоизолированный сосуд поместили $\nu_<1>$ молей атомарного газа при температуре $T_<1>$ и $\nu_$ молей при температуре $T_$. Определить установившуюся температуру газа. Газ — идеальный.

Задача по физике — 3696

Считая известной молярную теплоемкость газа при постоянном объеме $c_$, вывести формулы для величины молярной теплоемкости идеального газа для процессов, описываемых законами:
a) $p = \frac< \alpha >$;
б) $V = \frac< \alpha>$;
в) $V = \alpha T^$;
г) $p = \alpha V$.
В этих формулах $p, V, T$ — давление, объем и температура (по абсолютной шкале) газа соответственно; $\alpha$ — некоторая изначально заданная константа.