Question

Помогите пожалуйста В сосуде постоянного объёма находится одноатомный идеальный газ, масса которого равна m=4 г. Определите, какой это газ, если известно, что при нагревании его на Δt=80⁰С затрачено Q=99,5Дж теплоты. Универсальная газовая постоянная равна R=8.31 Дж/(К*моль) Газ Молярная масса, г/моль Гелий 4 Неон 20 Аргон 40 Криптон 84 Ксенон 131 Радон 222

Answer 1

Дано:

V - const (процесс изохорный)

m = 4 г = 4·10⁻³ кг

i = 3 (одноатомный газ)

Δt = ΔT = 80 K

Q = 99,5 Дж

R = 8,31 Дж/ (К*моль)

_______________

М - ?

Запишем первое начало термодинамики:

Q = ΔU + A

Поскольку V-const, то А = 0

Изменение внутренней энергии при изохорном процессе:

ΔU = Q= (m/M)·(i/2)·R·ΔT

M = m·i·R·ΔT / (2·Q) = 4·10⁻³·3·8,31·80/(2·99,5) =

= 40·10⁻³ кг/моль = 40 г/моль

Это аргон

Answer 2

Чтобы определить, какой газ находится в сосуде, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление, V - объем, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в абсолютных единицах (Кельвина).

Для одного молекулы/атома идеального газа масса равна его молекулярной массе в граммах.

Мы знаем, что масса газа m = 4 г, и молярная масса (масса одного моль газа) известных газов указана в таблице. Пусть M - молярная масса искомого газа (в г/моль), и n - количество молей газа.

Мы можем использовать следующие соотношения:

1. Масса газа m (в граммах) связана с количеством вещества n (в молях) и молярной массой M (в г/моль) следующим образом:

m = n * M.

2. Тепло Q, затраченное на нагревание газа, связано с изменением его температуры Δt следующим образом:

Q = n * c * Δt,

где c - удельная теплоемкость газа.

3. Универсальная газовая постоянная R (в Дж/(Кмоль)) связана с молярной газовой постоянной R' (в Дж/(гК)) следующим образом:

R = R' / M.

Теперь давайте найдем количество молей n, используя уравнение для тепла Q:

n = Q / (c * Δt).

Мы знаем универсальную газовую постоянную R = 8.31 Дж/(Кмоль), поэтому можно найти молярную газовую постоянную R' (в Дж/(гК)):

R' = R * M.

Теперь можем найти массу одной молекулы/атома газа M (в г/моль) с помощью таблицы молярных масс газов.

Теперь у нас есть все данные, чтобы определить газ:

1. Найдем количество молей n:

n = 99.5 Дж / (c * 80 K),

где c - удельная теплоемкость газа (в Дж/(г*К)).

2. Найдем универсальную газовую постоянную R' (в Дж/(г*К)):

R' = 8.31 Дж/(К*моль) * M.

3. Найдем массу одной молекулы/атома газа M (в г/моль) из таблицы молярных масс газов.

4. Найдем массу газа m (в граммах) через количество молей n и молярную массу M:

m = n * M.

5. Определим, какой газ это по массе m (в граммах), сравнив с данными из таблицы.

Пожалуйста, предоставьте удельную теплоемкость газа c (в Дж/(г*К)), и я помогу вам выполнить вычисления.