каких бы размеров ни брали чашку со ртутью, какого бы диаметра ни была трубка, ртуть всегда поднимется на одну и ту же высоту - 760 мм. барометрической трубке можно придать различную форму, важно лишь одно, один конец трубки должен быть закрыт, чтобы сверху не было воздуха.
можно заполнить трубку кроме ртути любой жидкостью, но нужно помнить о необходимости изменения ее длины.
Дано:
Δp = P₂-P₁ = 50kПа
V = const. = 0.3 м³
R = 8.31 Дж/моль*К
Найти: Q - ?
1. Единицы измерения переводим в систему СИ:
Δp = 50кПа = 50 000 Па
2. Газ находится в закрытом сосуде при постоянном объеме, значит, процесс изохорный. В изохорном процессе работа не совершается, так как ΔV=0:
А = p ΔV = 0
3. Газ в идеальном состоянии, значит, применяем уравнение Менделеева - Клапейрона для обоих состояний газа:
P₁V = νRT₁ (до уменьшения на 50кПа) (1)
P₂V = νRT₂ (после уменьшения на 50кПа) (2)
Отнимаем (1) из (2):
P₂V - P₁V = νRT₂ - νRT₁
V(P₂-P₁) = νR(T₂-T₁)
VΔp = νRΔT (3)
4. Для расчета количества теплоты воспользуемся первым законом термодинамики:
Q = A + ΔU
где А - работа; ΔU - внутренняя энергия.
Для изохорного процесса это уравнение примет следующий вид:
Q = ΔU
Формула внутренней энергии для одноатомного газа:
ΔU = 3/2 νRΔT
Следовательно, Q = 3/2 νRΔT (4)
Выразим νR из равенства (3):
νR = VΔp/ΔT
Подставляем полученное в (4) и находим количество теплоты:
Q = 3/2 νRΔT = (3/2) * (VΔp/ΔT)* ΔT = (3/2) * VΔp =1.5*0.3*50000 = 22 500 Дж = 22.5кДж
ответ: Q = 22.5кДж
