Для ізобарного нагрівання 30 моль газу на 200 К йому передали
кількість теплоти 250 кДж. Яку роботу виконав газ? Яка зміна його внутрішньої енергії?

1) ДАНО:

m=5kg

t1 = 0 градусов

t2= 100 градусов (т.к. температура испарения воды именно 100 градусов)

с= 4200дж/кг*с(градус цельсия)

L=2,3*10^6 дж/кг

найти:

Q - ?

Q = Qнагревания+Qиспарения

Qнагревания = cm(t2-t1)

Qиспарения = Lm

Q= cm(t2-t1)+Lm = 4200дж/кг*с(градус цельсия) * 5 kg * 100 градусов+2,3*10^6 дж/кг * 5kg = 2100кДж+11500кДж=13600кДж

ответ: q = 13600кДж

2) ДАНО:

m1= 2kg

m2 = 2kg

t1=100 градусов

t2= 0 градусов

найти:

Q(пара) - ?

Q(воды) - ?

Q(воды) = cm(t2-t1) = 4200дж/кг*с(градус цельсия) * 2kg (0 - 100) = 840000Дж

Q(пара)= Lm = 2,3мДж*кг * 2кг = 4,6 мДж

ответ: Q(воды) = 840000 Дж. Q(пара) = 4.6 мДж

3) Определяем Е мах гПа при Т=15 град по таблице (см)

Е мах = 17,06 гПа

Определяем реальную упругость вод пара (е гПа) в этих условиях при относительной влажности r = 80%:

е гПа = (Е мах гПа . r%)/ 100% = (17,06 . 80)/100 = 13,648 гПа

Переводим значение е гПа в е мм. рт. ст:

(1 гПа = 0,75 мм) т. е. 13,648 . 0,75 = 10,236 мм.

Поскольку значение упругости водяного пара, выраженное в мм рт. ст. (е мм) примерно численно равно (с точностью до 0,1 г/м3) значению абсолютной влажности (а) в г/м3, то соответственно в этих условиях абс W = 10,236 г/м3

Для большей точности расчёта значения а г/м3 существует формула, требующая учёта значения атмосферного давления.

4) дано:

v = 5л

m = 120мл = 120*10^-3г

найти: р (ро) - ?

р(ро) = 120 г / 5*10^-3м^3 = 24 г/м^3

ответ: 24 г/м^3

Когда поршень покоится, сила давления со стороны атмосферы и сила давления поршня компенсируют силу давления со стороны газа в цилиндре: P1 = P0 + (mg)/S. пусть в этот момент расстояние от поршня до дна цилиндра равно h

когда лифт движется вверх с ускорением, на поршень со стороны лифта действует сила инерции ma, направленная вертикально вниз. эта сила инерции, сила давления со стороны атмосферы и сила тяжести компенсируют силу со стороны газа в цилиндре: P2 = P0 + m (g + a). пусть поршень опустился на величину x от своего первоначального положения, тогда расстояние от дна цилиндра до поршня равно h2 = h - x

так как изменением температуры можно пренебречь, то справедлив закон Бойля-Мариотта:

P1 S h = P2 S (h - x)

(P0 + (mg)/S) S h = (P0 + (m (g + a))/S) S (h - x)

(P0 h)/(h - x) + (mgh)/(S (h - x)) = P0 + (m (g + a))/S

P0 ((h/(h-x)) - 1) = (m/S) * (g + a - (gh)/(h-x))

P0 * (x/(h-x)) = (m/S) * (a - g * (x/(h-x)))

m = (P0 x S)/((h-x) (a - g * (x/(h-x)))

пусть x/(h-x) = t. тогда

m = (P0 S t)/(a - gt)

t = 0.025/(0.2-0.025) ≈ 0.1428571

m = (10^(5)*10^(-3)*0.1428571)/(4-9.8*0.1428571) ≈ 5.5 кг