Пренебрежем теплоемкостью калориметра и потерями тепла
тогда по уравнению теплового баланса имеем:
|Qотд| = Qполуч
отдает тепло вода, принимает - лед
заметим, что оценить кол-во теплоты, необходимое для нагревания и, возможно, плавления льда и последующего нагревания, оценить не представляется возможным, так как масса льда - искомая. а потому допустим, что после установления теплового баланса в калориметре будет находиться и лед, и вода. тогда имеем:
тогда по уравнению теплового баланса имеем:
|Qотд| = Qполуч
отдает тепло вода, принимает - лед
заметим, что оценить кол-во теплоты, необходимое для нагревания и, возможно, плавления льда и последующего нагревания, оценить не представляется возможным, так как масса льда - искомая. а потому допустим, что после установления теплового баланса в калориметре будет находиться и лед, и вода. тогда имеем:
c(в) m(в) * 20 = с(л) m(л) * 5
4200 * 4 * 20 = 2100 * m(л) * 5
336*10^3 = 105*10^2 m(л)
m(л) = 32 кг
Дано:
p = 200кПа
V₁ = 200л
Т₂ = 500К
m = 0.58 кг
M = 0.029 кг/моль
Найти: А - ?
1. Единицы измерения переводим в систему СИ:
p = 200кПа = 200 000 Па
V₁ = 200л = 200х10⁻³ м³ = 0.2 м³
2. В изобарном процессе давление постоянное, значит: p₁ = p₂ = p
Воспользуемся уравнением Менделеева - Клапейрона:
pV₁ = (m/M)RT₁ (1)
Находим Т₁ из уравнения (1):
Т₁ = PV₁M/mR = (200000*0.2*0.029)/(0.58*8.31) = 1160/4.82 = 240.66 K
3. Для изобарного процесса применяем закон Гей-Люссака:
V₁/T₁ = V₂/T₂ (2)
Находим V₂ из уравнения (2) и подставляем значения:
V₂ = V₁T₂/T₁ = (0.2*500)/240.66 = 0.42 м³
4. Формула для расчета работы воздуха:
А = pΔV = p(V₂-V₁) = 200000* (0.42-0.2) = 44 000 Дж = 44 кДж
ответ: А = 44 кДж