Question

В сосуде находится 1 моль водорода. Какова будет малярная теплоемкость Cp газа, если в сосуд добавить 1 моль азота? (известна R - универсальная газовая постоянная)

Answer 1

Малярная теплоемкость Cp связана с теплоёмкостью C и количеством вещества n следующим образом:

Cp = C/n

Количество вещества газа увеличится в два раза, так как в сосуд добавлен 1 моль азота при наличии 1 моль водорода. Теплоёмкость газа при постоянном давлении изменится, так как происходит изменение количества вещества. Для монатомного и двухатомного газов справедлива формула:

C = (f/2)R

где f - число степеней свободы молекулы газа, R - универсальная газовая постоянная.

Для молекулы водорода f=3, а для молекулы азота f=5, так как молекула азота двухатомная. Следовательно, общее число степеней свободы для газа в сосуде равно 8 (3+5). Теплоёмкость газа при постоянном давлении:

Cp = C/n = ((f/2)R)/n = (8/2)R/2 = 2R

Ответ: малярная теплоемкость газа будет равна 2R.

Answer 2

Малярная теплоемкость Cp газа зависит от его состава и структуры, поэтому необходимо знать соответствующие значения для водорода и азота. Однако, я могу объяснить, как определить изменение малярной теплоемкости, когда в сосуд добавляется 1 моль азота.

Предположим, что исходно у нас есть только 1 моль водорода, и его малярная теплоемкость равна Cp(H2). После добавления 1 моля азота в сосуд, общее количество веществ в системе увеличивается до 2 моль. Теперь у нас есть 1 моль водорода и 1 моль азота.

Общая малярная теплоемкость системы после добавления азота можно рассчитать, учитывая малярные теплоемкости каждого компонента и их количество:

Cp(sys) = (n1 * Cp(H2) + n2 * Cp(N2)) / (n1 + n2)

где Cp(sys) - малярная теплоемкость системы после добавления азота, n1 - количество молей водорода (1 моль в данном случае), n2 - количество молей азота (1 моль в данном случае), Cp(H2) - малярная теплоемкость водорода, Cp(N2) - малярная теплоемкость азота.

Таким образом, если известны значения малярной теплоемкости водорода (Cp(H2)) и азота (Cp(N2)), можно подставить их в формулу для рассчета Cp(sys).