Question

5. В закритій посудині об'ємом. V - 10л знаходиться повітря при тиску Р-0,1МПа. Яку кількість теплоти Q треба надати повітрю, що тиск в посудині збільшився в 5 разів? СРОЧНО!!!!!! ДАЮ 50 БАЛЛОВ​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Для розв'язання цієї задачі використаємо закон Бойля-Маріотта, який стверджує, що тиск газу прямо пропорційний об'єму, який він займає при постійній температурі:

P1V1 = P2V2

Де P1 і V1 - початковий тиск і об'єм, а P2 і V2 - новий тиск і об'єм.

У нашому випадку, P1 = 0,1 МПа і V1 = 10 л, а P2 = 0,1 МПа * 5 = 0,5 МПа (так як тиск збільшився в 5 разів). Тому ми можемо знайти новий об'єм V2:

P1V1 = P2V2

V2 = (P1V1) / P2

V2 = (0,1 МПа * 10 л) / 0,5 МПа

V2 = 2 л

Таким чином, об'єм повітря в посудині зменшився до 2 л.

Тепер ми можемо використати закон Гей-Люссака, який стверджує, що тиск газу прямо пропорційний температурі, якщо об'єм і кількість частинок газу залишається постійними:

P1/T1 = P2/T2

Де P1 і T1 - початковий тиск і температура, а P2 і T2 - новий тиск і температура.

Ми можемо використати цей закон, щоб знайти, яку кількість теплоти потрібно надати повітрю, щоб збільшити тиск до 0,5 МПа. Ми знаємо, що початковий тиск дорівнює 0,1 МПа, а температура повітря в посудині не вказана. Тому, щоб спрощення обчислень, ми можемо вважати, що температура повітря залишається постійною, що дозволяє нам використовувати наступний рівняння:

P1/T1 = P2/T2

T2 = T1 * P2 / P1

T2 = T1 * 0,5 МПа / 0,1 МПа

T2 = 5 * T1

Отже,температура повітря в посудині має збільшитися в 5 разів, щоб тиск збільшився в 5 разів при постійному об'ємі. Так як початкова температура не вказана, ми не можемо точно знайти, яку кількість теплоти потрібно надати повітрю, аби збільшити тиск до 0,5 МПа. Але ми можемо стверджувати, що для збільшення тиску з 0,1 МПа до 0,5 МПа при постійному об'ємі, необхідна певна кількість теплоти.

Answer 2

Для розв'язання цього завдання використаємо закон ідеального газу: PV = nRT, де P - тиск, V - об'єм, n - кількість речовини (у молях), R - універсальна газова стала, T - температура.

Спочатку знайдемо кількість речовини повітря в початковому стані. Оскільки ми не знаємо точних значень температури і кількості речовини, можемо позначити їх як T1 і n1 відповідно. Отже, ми маємо:

P1V = n1RT1

Тепер, коли тиск збільшився в 5 разів, новий тиск становитиме 5P1. Позначимо новий тиск як P2:

P2 = 5P1

Але об'єм і кількість речовини залишаються незмінними, тому:

P2V = n1RT2

Значення температури T2 є невідомим. Однак ми можемо виразити T2 відносно T1, використовуючи співвідношення між P1 і P2:

P1V = n1RT1 5P1V = n1RT2 T2 = 5T1

Тепер, коли ми маємо вираз для T2, ми можемо знайти нову кількість теплоти Q2, використовуючи закон Гей-Люссака:

Q2 = n1CΔT = n1C(T2 - T1) = n1C(5T1 - T1) = 4n1CT1

Таким чином, кількість теплоти Q2, яку треба надати повітрю, щоб тиск збільшився в 5 разів, дорівнює 4n1CT1.

Будь ласка, зверніть увагу, що у цьому розрахунку використовується деяка спрощена модель газу, і в реальності можуть бути інші фактори, які впливають на процес.