Question

Водород и гелий одинаковыми массами нагрели при постоянном давлении на 60 К. Какой из газов при этом совершил большую работу ?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

m₁ = m₂ = m

M₁(H₂)  = 2 г/моль - молярная масса водорода

i₁ = 5 - число степеней свободы молекулярного водорода

M₂(Hе)  = 4 г/моль - молярная масса гелия

i₂ = 3 - число степеней свободы атомарного гелия

ΔТ = 60 К

p - const

_______________

A₁ / A₂ - ?

Работа газа при изобарическом процессе:

A = (m/M)·R·ΔT

Тогда:

A₁ = (m/M₁)·R·ΔT

A₂ = (m/M₂)·R·ΔT

Находим отношение:

A₁ / A₂ = M₂ / M₁ = 4 / 2 = 2

Работа, совершенная водородом,  в 2 раза больше работы, совершенной гелием.

Answer 2

Для решения данной задачи нужно использовать уравнение идеального газа и уравнение состояния Ван-дер-Ваальса. Предположим, что у нас есть один моль водорода и один моль гелия.

Уравнение идеального газа выглядит следующим образом: PV = nRT,

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

Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса учитывает неидеальность газов и имеет вид: (P + a/V^2)(V - b) = nRT,

где a и b - константы, зависящие от свойств вещества.

При постоянном давлении работа, совершаемая газом, определяется следующим выражением: W = PΔV,

где ΔV - изменение объема.

Для нашего случая объем газа можно считать неизменным, так как он не указан. Таким образом, работа газа равна нулю.

Следовательно, независимо от массы вещества и условий нагрева, работа, совершаемая газом, равна нулю при постоянном давлении.