Зад. 229

Зад. 207

Решение задачи:

Зад. 218

В баллоне емкостью
V= 0,8 м3
находится
m1= 2 кг
водорода
mu1= 2e-3 (кг/моль) и
m2= 2,9 кг
азота
mu2= 28e-3 (кг/моль)
Определить давление смеси, если температура окружающей среды
t= 27?С
T= 273+27= 300 (К).
___
формула Менделеева-Клапейрона и закон Дальтона
p*V= (m/mu)*R*T
p= ((m1/mu1)+(m2/mu2))*(R*T/V)
p= ((2/2e-3)+(2.9/28e-3))*(8.314*300/0.8)= 3,44E6 (Па)= 3.44 (МПа)

Зад. 229

Определить внутреннюю энергию водяного пара массой
m =180г, принимая его за идеальный газ при температуре t =-73°С, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы пара при той же температуре.

Решение:

1.Внутренняя энергия идеального газа есть полная кинетическая энергия всех молекул газа и выражается формулой

(1)

где i – число степеней свободы молекулы газа; m - молярная масса; R – универсальная (молярная) газовая постоянная; Т - абсолютная температура газа.

Выразим числовые данные в единицах СИ: i = 6 (молекула водяного пара трехатомная), m = 180 г, =18×10^-3 кг/моль,
R = 8,31Дж/(моль×К), Т= 200 К.

Проверим единицы правой и левой части расчетной формулы (1). Для этого подставляем в формулу вместо величин их единицы в Международной системе:

Дж = Дж/(моль×К)×К, Дж=Дж.

Подставим числовые данные в формулу (1)и вычислим

Дж = 4,99×10⁴ Дж, U = 49,9 кДж.

2. Известно, что на каждую степень свободы молекулы газа приходится одинаковая энергия, выражаемая формулой

(2)

где k – постоянная Больцмана; Т – абсолютная температура газа.

Так как вращательному движению трехатомной молекулы соответствуют три степени свободы, то энергия вращательного движения молекулы водяного пара определяется выражением

(3)

Подставив в формулу (3) значение k = 1,38×10^-23 Дж/К и Т=200К, получим w =3×1/2×1,38×10^-23×200Дж=4,14×10^-21Дж