Вопрос:

4. Для нагревания 10 г неизвестного газа на 1 К при посто- янном давлении требуется 9,12 Дж, при постоянном объ- еме 6,49 Дж. Какой это может быть газ?

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Краткое пояснение: Анализируем отношения теплоемкостей при постоянном давлении и объеме, чтобы определить число степеней свободы газа и его тип.
  1. Шаг 1: Определяем теплоемкость при постоянном давлении и объеме.

    Теплоемкость при постоянном давлении:

    \[C_p = \frac{Q_p}{m \Delta T} = \frac{9.12}{0.01 \cdot 1} = 912 \text{ Дж/(кг⋅К)}\]

    Теплоемкость при постоянном объеме:

    \[C_V = \frac{Q_V}{m \Delta T} = \frac{6.49}{0.01 \cdot 1} = 649 \text{ Дж/(кг⋅К)}\]
  2. Шаг 2: Определяем отношение теплоемкостей. \[\gamma = \frac{C_p}{C_V} = \frac{912}{649} \approx 1.405\]
  3. Шаг 3: Определяем число степеней свободы.

    Для идеального газа:

    \[\gamma = \frac{i + 2}{i}\]

    где \(i\) — число степеней свободы.

    Выражаем \(i\):

    \[i = \frac{2}{\gamma - 1} = \frac{2}{1.405 - 1} \approx 4.94 \approx 5\]
  4. Шаг 4: Определяем тип газа.

    Число степеней свободы \(i = 5\) соответствует двухатомному газу.

  5. Шаг 5: Определяем молярную массу газа.

    Для двухатомного газа:

    \[C_p = \frac{i + 2}{2} \frac{R}{M}\] \[M = \frac{i + 2}{2} \frac{R}{C_p} = \frac{5 + 2}{2} \frac{8.31}{912} \approx 0.0318 \text{ кг/моль}\]
  6. Шаг 6: Идентификация газа.

    Молярная масса около 0.0318 кг/моль близка к молярной массе кислорода (0.032 кг/моль) или азота (0.028 кг/моль).

Ответ: Это может быть кислород или азот.

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю

Похожие