Найти молярную массу многоатомного идеального газа, если при нагревании m = 0,50 кг этого газа на ΔТ = 10 К изобарно требуется на ΔQ = 1,48 кДж тепла больше, чем при изохорном нагревании.
Для изохорного процесса изменение внутренней энергии газа выражается как ΔU = nCvΔT, где n - количество вещества газа, Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме.
Для изобарного процесса изменение внутренней энергии газа выражается как ΔU = nCpΔT, где Cp - молярная теплоемкость при постоянном давлении.
Из условия известно, что разница в количестве тепла для этих двух процессов равна ΔQ = n(Cp - Cv)ΔT.
Тогда молярная масса газа вычисляется по формуле:
M = M/n = ΔQ / (ΔT * (Cp - Cv))
Для идеального газа Cp - Cv = R, где R - универсальная газовая постоянная.
Теперь подставим известные значения:
M = 1.48 кДж / (0.50 кг 10 K R)
Так как R = 8.314 Дж/(моль * K), то:
M = 1.48 кДж / (0.50 кг 10 K 8.314 Дж/(моль * K))
M = 1.48 кДж / (4.157 кг Дж/(моль K))
M ≈ 0.356 моль
Теперь найдем молярную массу газа:
m = M/n
m = 0.50 кг / 0.356 моль
m ≈ 1.404 кг/моль
Таким образом, молярная масса многоатомного идеального газа составляет примерно 1.404 кг/моль.
Для изохорного процесса изменение внутренней энергии газа выражается как ΔU = nCvΔT, где n - количество вещества газа, Cv - молярная теплоемкость при постоянном объеме.
Для изобарного процесса изменение внутренней энергии газа выражается как ΔU = nCpΔT, где Cp - молярная теплоемкость при постоянном давлении.
Из условия известно, что разница в количестве тепла для этих двух процессов равна ΔQ = n(Cp - Cv)ΔT.
Тогда молярная масса газа вычисляется по формуле:
M = M/n = ΔQ / (ΔT * (Cp - Cv))
Для идеального газа Cp - Cv = R, где R - универсальная газовая постоянная.
Теперь подставим известные значения:
M = 1.48 кДж / (0.50 кг 10 K R)
Так как R = 8.314 Дж/(моль * K), то:
M = 1.48 кДж / (0.50 кг 10 K 8.314 Дж/(моль * K))
M = 1.48 кДж / (4.157 кг Дж/(моль K))
M ≈ 0.356 моль
Теперь найдем молярную массу газа:
m = M/n
m = 0.50 кг / 0.356 моль
m ≈ 1.404 кг/моль
Таким образом, молярная масса многоатомного идеального газа составляет примерно 1.404 кг/моль.