При давлении, близком к атмосферному, газ можно считать идеальным. Графики изохорного I и изобарного II процессов (рис.) расположены между одними и теми же изотермами, следовательно, изменение внутренней энергии газа должно быть одинаковым: ΔUV=ΔUp= m μ i 2 R(T2−T1), (1) где i=5 — число степеней свободы (молекула кислорода двухатомна). Поскольку оба процесса характеризуются постоянными теплоемкостями, искомое количество теплоты может быть найдено по формуле Q= m μ C(T2−T1), (2) где C — молярная теплоемкость, зависящая от характера процесса. При изохорном процессе газ не р совершает работы, поэтому количество поглощенной теплоты будет меньше: QVhttps://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-3517
По условию задачи тепло передается медленно; значит, давления на поршень с двух сторон практически равны, т. е. в любой момент времени m1T1μ1V1=m2T2μ2(V−V1) m 1 T 1 μ 1 V 1 = m 2 T 2 μ 2 ( V − V 1 ) или ν1T1V1=ν2T2V−V1 ν 1 T 1 V 1 = ν 2 T 2 V − V 1 , (1) где T∗1,T∗2 T 1 ∗ , T 2 ∗ - температуры соответственно водорода и кислорода, V1 V 1 и (V−V1) ( V − V 1 ) - объемы, занимаемые газами (V V - объем сосуда) в данный момент. Внутренняя энергия двухатомного газа равна 52νRT 5 2 ν R T . Согласно закону сохранения энергии, 52ν1R(T∗1−T1)=52ν2R(T2−T∗2) 5 2 ν 1 R ( T 1 ∗ − T 1 ) = 5 2 ν 2 R ( T 2 − T 2 ∗ ) . (2) Из уравнений (1) и (2) получаем T∗1V1=ν1T1+ν2T2ν1V=const T 1 ∗ V 1 = ν 1 T 1 + ν 2 T 2 ν 1 V = c o n s t , иными словами, давление p1 p 1 в левой части сосуда, где находится водород (а значит, и давление p2 p 2 в правой части, где находится кислород), в процессе не меняется, т. е. процесс передачи тепла происходит изобарически. Поршень перестанет двигаться, когда температуры водорода и кислорода станут одинаковыми. К этому моменту, согласно закону сохранения энергии, 52ν1R(T−T1)=52ν2R(T2−T) 5 2 ν 1 R ( T − T 1 ) = 5 2 ν 2 R ( T 2 − T ) (T T - установившаяся в сосуде температура), откуда T=ν1T1+ν2T2ν1+ν2=325К T = ν 1 T 1 + ν 2 T 2 ν 1 + ν 2 = 325 К . Количество теплоты, отданное кислородом, равно сумме изменения его внутренней энергии 52ν2R(T2−T) 5 2 ν 2 R ( T 2 − T ) и совершенной над ним работы ν2R(T2−T) ν 2 R ( T 2 − T ) : Q=72ν2R(T2−T)≈1090Дж Q = 7 2 ν 2 R ( T 2 − T ) ≈ 1090 Д ж . Источник: https://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-6622
-3517
Объяснение:
При давлении, близком к атмосферному, газ можно считать идеальным. Графики изохорного I и изобарного II процессов (рис.) расположены между одними и теми же изотермами, следовательно, изменение внутренней энергии газа должно быть одинаковым: ΔUV=ΔUp= m μ i 2 R(T2−T1), (1) где i=5 — число степеней свободы (молекула кислорода двухатомна). Поскольку оба процесса характеризуются постоянными теплоемкостями, искомое количество теплоты может быть найдено по формуле Q= m μ C(T2−T1), (2) где C — молярная теплоемкость, зависящая от характера процесса. При изохорном процессе газ не р совершает работы, поэтому количество поглощенной теплоты будет меньше: QVhttps://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-3517
По условию задачи тепло передается медленно; значит, давления на поршень с двух сторон практически равны, т. е. в любой момент времени m1T1μ1V1=m2T2μ2(V−V1) m 1 T 1 μ 1 V 1 = m 2 T 2 μ 2 ( V − V 1 ) или ν1T1V1=ν2T2V−V1 ν 1 T 1 V 1 = ν 2 T 2 V − V 1 , (1) где T∗1,T∗2 T 1 ∗ , T 2 ∗ - температуры соответственно водорода и кислорода, V1 V 1 и (V−V1) ( V − V 1 ) - объемы, занимаемые газами (V V - объем сосуда) в данный момент. Внутренняя энергия двухатомного газа равна 52νRT 5 2 ν R T . Согласно закону сохранения энергии, 52ν1R(T∗1−T1)=52ν2R(T2−T∗2) 5 2 ν 1 R ( T 1 ∗ − T 1 ) = 5 2 ν 2 R ( T 2 − T 2 ∗ ) . (2) Из уравнений (1) и (2) получаем T∗1V1=ν1T1+ν2T2ν1V=const T 1 ∗ V 1 = ν 1 T 1 + ν 2 T 2 ν 1 V = c o n s t , иными словами, давление p1 p 1 в левой части сосуда, где находится водород (а значит, и давление p2 p 2 в правой части, где находится кислород), в процессе не меняется, т. е. процесс передачи тепла происходит изобарически. Поршень перестанет двигаться, когда температуры водорода и кислорода станут одинаковыми. К этому моменту, согласно закону сохранения энергии, 52ν1R(T−T1)=52ν2R(T2−T) 5 2 ν 1 R ( T − T 1 ) = 5 2 ν 2 R ( T 2 − T ) (T T - установившаяся в сосуде температура), откуда T=ν1T1+ν2T2ν1+ν2=325К T = ν 1 T 1 + ν 2 T 2 ν 1 + ν 2 = 325 К . Количество теплоты, отданное кислородом, равно сумме изменения его внутренней энергии 52ν2R(T2−T) 5 2 ν 2 R ( T 2 − T ) и совершенной над ним работы ν2R(T2−T) ν 2 R ( T 2 − T ) : Q=72ν2R(T2−T)≈1090Дж Q = 7 2 ν 2 R ( T 2 − T ) ≈ 1090 Д ж . Источник: https://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-6622
Объяснение:
Объяснение переведено в ответе.
Поставьте лучший ответ.