Question

Об'єм 160 г кисню, температура якого становить 27°С під час iзобарного нагрівання збiльшився вдвічі. Визначити роботу газу при розширенні.​

Answer 1

Ответ:

Для вирішення задачі необхідно використовувати ідеальний газовий закон:

pV = nRT,

де p - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість речовин газу (у молях), R - універсальна газова стала, T - температура газу у Кельвінах.

Ізобарний процес означає, що тиск залишається постійним, тобто p1 = p2.

Для першого стану кисню ми маємо:

p1V1 = nRT1

Для другого стану:

p1V2 = nRT2

Так як p1 = p2, ми можемо виразити nRT1 через nRT2:

nRT1 = nRT2

Звідси:

V2 = 2V1

T2 = T1 + 273,15 (змінюємо температуру в Кельвінах)

Тепер ми можемо виразити nRT1 через V1 і T1:

nRT1 = p1V1

Або ж nRT2 через V2 і T2:

nRT2 = p1V2

Звідси ми можемо виразити роботу газу при розширенні:

W = pΔV = p(V2 - V1) = pV1,

де ΔV = V2 - V1 - зміна об'єму газу.

Підставляємо значення:

W = p1V1 = nRT1 = (m/M)RT1,

де m/M - молярна маса кисню.

Знаходимо молярну масу:

M = m/n = m/(pV/RT) = (mRT)/(pV) = (0,16 кг * 8,31 Дж/(моль*К) * 300 К)/(1,01 * 10^ 5 Па * 0,08 м³) = 33,47 г/моль

робота газу при розширенні дорівнює:

W = (0,16 кг / 33,47 г/моль) * 8,31 Дж/(моль*К) * 300 К = 373 Дж.

Отже, робота газу при розширенні становить 373 Дж.

Объяснение:

Answer 2

Для вирішення цієї задачі ми можемо скористатися ідеальним газовим законом, який визначає залежність між тиском (P), об'ємом (V) і температурою (T) газу:

PV = nRT

де: P - тиск V - об'єм n - кількість речовини (у молях) R - універсальна газова стала (8.314 Дж/(моль·К)) T - температура (у Кельвінах)

Ми маємо заданий об'єм газу V1 = 160 г кисню. Температура T1 = 27 °C = 27 + 273 = 300 К.

При збільшенні об'єму вдвічі, новий об'єм становитиме V2 = 2 * V1 = 2 * 160 = 320 г.

Також ми можемо зауважити, що кількість речовини n залишається постійною, оскільки немає подальших відомостей про хімічну реакцію чи інші зміни.

Тепер ми можемо використати ідеальний газовий закон, щоб порівняти два стани газу:

P1 * V1 = P2 * V2

P1 * 160 = P2 * 320

Ми можемо виразити P1 через P2:

P1 = (P2 * 320) / 160 = 2 * P2

Тепер ми можемо виразити роботу газу за формулою:

W = P * ΔV

де ΔV - зміна об'єму. В нашому випадку ΔV = V2 - V1 = 320 - 160 = 160 г.

Підставимо значення в формулу:

W = P * ΔV = P2 * ΔV = (2 * P1) * ΔV = 2 * P1 * ΔV = 2 * (P1 * ΔV) = 2 * (160 * 160) = 2 * 25600 = 51200 Дж

Отже, робота газу при розширенні становить 51200 Дж.