Решите задачи,ОБЯЗАТЕЛЬНО с объяснением. 5 Определите количество теплоты, необходимое для обращения в пар 6 кг эфира, взятого при температуре 100С. (Удельная теплоемкость эфира 2350 Дж/(кг·°С), удельная теплота парообразования эфира – 400000Дж/кг, температура кипения эфира - 35°С) 6 Какое количество теплоты необходимо, что из 4 кг льда, взятого при температуре 0 0 С, получить пар при 1000С? (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда – 340000Дж/кг), удельная теплота парообразования – 900000Дж/кг) 7 Какая масса льда, взятого при температуре 00С, расплавиться, если ему сообщить такое же количество теплоты, которое выделится при конденсации стоградусного водяного пара массой 7 кг? (Удельная теплота плавления льда – 340000Дж/кг), удельная теплота парообразования воды – 900000Дж/кг)
Решение:
1) Целесообразно разделить задачу на два отрезка: изохорный процесс и изобарный.
Ясно, что при изохорном процессе работа не совершается и нам нужно рассматривать только изобарный процесс.
Получаем: A = P ΔV.
Преобразуем по Менделееву-Клапейрону: A = m R (T - T0) / M.
По условию, конечная температура равна начальной, т.е. T = 320 K. Начальная температура T0 - это конечная температура при изохорном процессе.
Так как процесс изохорный, то по закону Шарля получаем:
3 P0 / T0 = P0 / T <=> 3T = T0 => T = T0 / 3 = 320 / 3 = 106,6 K
Теперь можем посчитать работу газа.
A = 3*10^-1 * 8,31 * 213,4 / 32*10^-3 = 16 625, 193 Дж
2) ΔU = 0, так как изменения температуры не происходит.
Это мы будем делать посредством закона Менделеева-Клапейрона. Имеем в общем виде:
P V = m R T / M. Выводим массу воздуха внутри шара:
m(г) = P V M / R T0.
То же уравнение М.-К. делим на V. Имеем в общем виде:
P = p R T / M. Выводим плотность воздуха снаружи:
p = P M / R T.
А теперь время заняться матаном, хы.
V = (m(об) + (P V M / R T0)) / (P M / R T),
V = (m(об) R T0 + P V M) R T / R T0 P M,
V = (T m(об) R T0 + T P V M) / T0 P M,
T m(об) R T0 + T P V M = V T0 P M,
T m(об) R T0 = V P M (T0 - T),
V = T m(об) R T0 / M P (T0 - T). Отмучались. Считаем:
V = 293 * 120 * 8,31 * 600 / 29*10^-3 * 10^5 * 307,
V = 175 307 760 / 890 300 = 196,908 м^3.