N ≈ 1.57·10²³
Объяснение:
T = 315 K
<v> = 320 м/c
m = 20 г = 0,02 кг
Na = 6.022·10²³ 1/моль - постоянная Авогадро
R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная
N - ?
По закону Клапейрона-Менделеева
pV = νRT
(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)
ν = N/Na
pV = NRT/Na (1)
Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как
р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)
n = N/V; m₀ = m/N
Тогда
nm₀ = m/V
р = m<v>²/3V
и
pV = m<v>²/3 (2)
Приравняем правые части уравнений (1) и (2)
NRT/Na = m<v>²/3
и выразим отсюда N
N = m<v>²Na/3RT
N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)
N ≈ 1.57·10²³
Объяснение:
T = 315 K
<v> = 320 м/c
m = 20 г = 0,02 кг
Na = 6.022·10²³ 1/моль - постоянная Авогадро
R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная
N - ?
По закону Клапейрона-Менделеева
pV = νRT
(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)
ν = N/Na
pV = NRT/Na (1)
Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как
р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)
n = N/V; m₀ = m/N
Тогда
nm₀ = m/V
р = m<v>²/3V
и
pV = m<v>²/3 (2)
Приравняем правые части уравнений (1) и (2)
NRT/Na = m<v>²/3
и выразим отсюда N
N = m<v>²Na/3RT
N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)
N ≈ 1.57·10²³
m₁ = 1,5 кг
t₁ = 20 °C
m₂ = 1 кг
t₂ = -13 °C
c₁ = 4200 Дж / (кг · °С)
с₂ = 2100 Дж / (кг · °С)
λ = 340000 Дж / кг
m₃ - ?
Решение:
Вода в калориметре остудится до 0 °C.
Тепло, выделенное водой:
Q = c₁m₁t₁
Лед в калориметре нагреется до 0 °С
Тепло, поглощенное льдом:
Q = c₂m₂(-t₂)
Некоторая часть льда массой m₃ растает.
Тепло на плавление льда:
Q = λm₃
Так как потерь тепла нет, приравняем выделившееся и поглотившееся количество теплоты.
c₂m₂(-t₂) + λm₃ = c₁m₁t₁
2100 · 1 · 13 + 340000m₃ = 4200 · 1,5 · 20
27300 + 340000m₃ = 126000
340000m₃ = 98700
m₃ = 0,29 кг
Значит 0,29 кг льда растает, а останется 1 - 0,29 = 0,71 кг
ответ: 0,71 кг