Question

1м3 водорода (Н2) при 273 К находится в цилиндрическом сосуде, закрытом сверху легко скользящим невесомым поршнем. Атмосферное давление равно 0,96. 105 Па. Определить, какое количество теплоты потребуется на нагревание водорода до 573 К.

Answer 1

Відповідь:

Пояснення:

Q = ΔU+A

ΔU = 5/2νRΔT

A = pΔV

pV=νRT

ν = pV/RT

pΔV=νRΔT

Q = 7/2νRΔT=7pVΔT/2T

Q = 7*0.96*10⁵*300/2*273=3.692*10⁵Дж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое описывает зависимость между давлением, объемом, температурой и количеством вещества идеального газа:

pV = nRT

где p - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Мы можем использовать это уравнение, чтобы найти количество вещества водорода, которое находится в цилиндре при начальных условиях (273 K, 0,96. 105 Па):

n = pV / RT

где p = 0,96. 105 Па, V = 1 м3, R = 8,31 Дж / (моль·К).

Таким образом, мы можем рассчитать количество вещества:

n = (0,96. 105 Па × 1 м3) / (8,31 Дж / (моль·К) × 273 К) ≈ 38,3 моль

Затем мы можем использовать уравнение для молярной теплоемкости идеального газа, чтобы найти количество теплоты, необходимое для нагревания водорода до желаемой температуры (573 K):

Q = nCΔT

где Q - количество теплоты, C - молярная теплоемкость при постоянном давлении, ΔT - изменение температуры.

Для идеального газа молярная теплоемкость при постоянном давлении Cp = 29,1 Дж / (моль·К), таким образом, мы можем рассчитать количество теплоты:

Q = 38,3 моль × 29,1 Дж / (моль·К) × (573 K - 273 K) ≈ 42,8 МДж

Ответ: Для нагревания 1 м3 водорода от 273 K до 573 K потребуется около 42,8 МДж теплоты.