Задача по МКТ В вертикально расположенном цилиндре под легко подвижным поршнем площадью 245 см2 находится 1 моль идеального газа при температуре 27С. На поршне лежит груз массой 12,5 кг. Атмосферное давление вне цилиндра 0,1 МПа. Газ нагревают до температуры, при которой его объем увеличивается в 3 раза. Найти совершенную газом работу, первоначальный объем газа и число атомов в молекуле газа, если известно, что к газу было подведено 8725 Дж теплоты.
Задача по МКТ В вертикально расположенном цилиндре под легко подвижным поршнем площадью 245 см2 находится 1 моль идеального газа при температуре 27С. На поршне лежит груз массой 12,5 кг. Атмосферное давление вне цилиндра 0,1 МПа. Газ нагревают до температуры, при которой его объем увеличивается в 3 раза. Найти совершенную газом работу, первоначальный объем газа и число атомов в молекуле газа, если известно, что к газу было подведено 8725 Дж теплоты.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
pV = nRT,
где p - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (моль), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Сначала найдем первоначальный объем газа. Из условия задачи известно, что объем газа увеличивается в 3 раза, значит при новой температуре объем газа будет равен V_нов = 3V_нач.
Зная, что pV = nRT, получаем уравнение для первоначального объема газа V_нач:
P_нач * V_нач = nRT_нач.
Подставляя значения, получаем:
0,110^6 V_нач = 1 8,31 (27 + 273).
Отсюда находим значение V_нач.
Теперь найдем работу газа при нагревании. Работа газа равна сумме совершенной работы при изменении объема и работы, связанной с поднятием груза:
A = A_об + A_груза
A_об = nRΔT,
ΔT = T_нов - T_нач,
nR = 8,31 мольДж/(мольК),
A_груза = Fh,
F = mg,
h - высота поднятия груза.
После нахождения всех значений, где необходимо, просто подставляем их в формулу для нахождения работы газа.
Наконец, для нахождения числа атомов в молекуле газа воспользуемся формулой:
N = N_A / n,
где N_A - число Авогадро (6,02x10^23 атомов/моль).