Сосуд содержащий 5 л воздуха при нормальном давлении

При адиабатном процессе системе не передаётся энергия, следовательно, Q = 0.

В соответствии с первым законом термодинамики для адиабатного процесса можно записать:

ΔU = —А.,

Из этого уравнения видно, что при расширении газ совершает работу, его внутренняя энергия уменьшается и температура понижается. Действительно, при расширении работа газа положительна (ΔV > 0), следовательно, А > 0, а изменение внутренней энергии отрицательно ΔU Вопросы для самопроверки

1. Что такое изопроцессы?

2. Как осуществить изотермический, изохорный, изобарный процессы?

3. Сформулируйте закон Бойля—Мариотта. Объясните его на основе молекулярно-кинетической теории. Запишите первый закон термодинамики для изотермического процесса.

4. Сформулируйте закон Гей-Люссака. Объясните его на основе молекулярно-кинетической теории. Запишите первый закон термодинамики для изобарного процесса.

5. Сформулируйте закон Шарля. Объясните его на основе молекулярно-кинетической теории. Запишите первый закон термодинамики для изохорного процесса.

6. Каковы границы применимости газовых законов?

7. Какой процесс называют адиабатным? Как его осуществить? Приведите пример адиабатного процесса.

1. Закрытый сосуд, содержащий 5 л воздуха при давлении 1,6 • 10 5 Па, соединяют с сосудом ёмкостью 3 л, из которого откачан воздух. Какое давление установится в сосудах после их соединения, если считать, что температура воздуха остаётся неизменной?

2. Плотность водорода при нормальных условиях 9 • 10 -2 кг/м 3 . Чему равна плотность водорода при увеличении давления до 3 • 10 5 Па при неизменной температуре?

3. На рисунке 87 приведены графики двух изотермических процессов. Какой из процессов происходит при более высокой температуре? Масса и химический состав газов, участвующих в процессах, одинаковы.

4. Какой объём займёт азот при температуре 200 °С, если при температуре 0 °С его объём равен 4 л? Считать, что изменение объёма происходит при постоянном давлении.

5. Горизонтально расположенный закрытый цилиндр разделён на две части подвижным поршнем. С одной стороны поршня в цилиндре содержится газ при температуре -73 °С, с другой стороны — тот же газ при температуре 27 °С. Поршень находится в равновесии. Определите объёмы, занимаемые газами, если общий объём цилиндра 500 см 2 . Массы газа, находящегося с обеих сторон от поршня, одинаковы.

6. Сравните давления, при которых происходят изобарные процессы, представленные графиками на рисунке 88.

7. В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении 2 • 10 5 Па и температуре 27 °С. Груз какой массы нужно положить на поршень после нагревания воздуха до температуры 50 °С, чтобы объём воздуха в цилиндре остался неизменным? Площадь поперечного сечения поршня 30 см 2 .

8. На рисунке 89 представлены графики двух изохорных процессов. Сравните объёмы газов, при которых они происходят, считая одинаковыми массу и химический состав газов.

Источник

Закрытый сосуд содержащий 5 л воздуха

Глава 6. Свойства газов

Адиабатный процесс

5. Вспомним опыт с сосудом, из которого при нагнетании в него воздуха вылетала пробка (см. рис. 71). В сосуде при этом образовывался туман, так как воздух, совершая работу, охлаждался и содержавшиеся в нём пары воды конденсировались. Процесс происходил настолько быстро, что теплообмен с окружающей средой не успевал осуществляться. Такой процесс называют адиабатным.

Адиабатным называют процесс изменения состояния газа, происходящий в теплоизолированной системе, т. е. процесс, происходящий без обмена энергией с окружающей средой.

При адиабатном процессе системе не передаётся энергия, следовательно, Q = 0.

В соответствии с первым законом термодинамики для адиабатного процесса можно записать:

ΔU = —А.,

Из этого уравнения видно, что при расширении газ совершает работу, его внутренняя энергия уменьшается и температура понижается. Действительно, при расширении работа газа положительна (ΔV > 0), следовательно, А > 0, а изменение внутренней энергии отрицательно ΔU Читайте также: Требования для сосудов работающих под давлением

4. Сформулируйте закон Гей-Люссака. Объясните его на основе молекулярно-кинетической теории. Запишите первый закон термодинамики для изобарного процесса.

5. Сформулируйте закон Шарля. Объясните его на основе молекулярно-кинетической теории. Запишите первый закон термодинамики для изохорного процесса.

6. Каковы границы применимости газовых законов?

7. Какой процесс называют адиабатным? Как его осуществить? Приведите пример адиабатного процесса.

1. Закрытый сосуд, содержащий 5 л воздуха при давлении 1,6 • 105 Па, соединяют с сосудом ёмкостью 3 л, из которого откачан воздух. Какое давление установится в сосудах после их соединения, если считать, что температура воздуха остаётся неизменной?

2. Плотность водорода при нормальных условиях 9 • 10-2 кг/м3. Чему равна плотность водорода при увеличении давления до 3 • 105 Па при неизменной температуре?

3. На рисунке 87 приведены графики двух изотермических процессов. Какой из процессов происходит при более высокой температуре? Масса и химический состав газов, участвующих в процессах, одинаковы.

4. Какой объём займёт азот при температуре 200 °С, если при температуре 0 °С его объём равен 4 л? Считать, что изменение объёма происходит при постоянном давлении.

5. Горизонтально расположенный закрытый цилиндр разделён на две части подвижным поршнем. С одной стороны поршня в цилиндре содержится газ при температуре -73 °С, с другой стороны — тот же газ при температуре 27 °С. Поршень находится в равновесии. Определите объёмы, занимаемые газами, если общий объём цилиндра 500 см2. Массы газа, находящегося с обеих сторон от поршня, одинаковы.

6. Сравните давления, при которых происходят изобарные процессы, представленные графиками на рисунке 88.

7. В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении 2 • 105 Па и температуре 27 °С. Груз какой массы нужно положить на поршень после нагревания воздуха до температуры 50 °С, чтобы объём воздуха в цилиндре остался неизменным? Площадь поперечного сечения поршня 30 см2.

8. На рисунке 89 представлены графики двух изохорных процессов. Сравните объёмы газов, при которых они происходят, считая одинаковыми массу и химический состав газов.

Источник

—>Решение задач по химии —>

Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие для вузов / Под ред. В. А. Рабиновича и Х. М. Рубиной. – 23-е изд., исправленное – Л.: Химия, 1985. – 264 с., ил.

Задачи 28-40

28. При 17 °С некоторое количество газа занимает объем 580 мл. Какой объем займет это же количество газа при 100 °С, если давление его останется неизменным? Решение

29. Давление газа, занимающего объем 2,5 л, равно 121,6 кПа (912 мм рт. ст.). Чему будет равно давление, если, не изменяя температуры, сжать газ до объема в 1 л? Решение

30. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде при 0 °С, чтобы давление его увеличилось вдвое? Решение

31. При 27 °С и давлении 720 мм рт. ст. объем газа равен 5 л. Какой объем займет это же количество газа при 39 °С и давлении 104 кПа? Решение

32. При 7 °С давление газа в закрытом сосуде равно 96,0 кПа. Каким станет давление, если охладить сосуд до -33 °С? Решение

33. При нормальных условиях 1 г воздуха занимает объем 773 мл. Какой объем займет та же масса воздуха при 0 °С и давлении, равном 93,3 кПа (700 мм рт. ст.)? Решение

34. Давление газа в закрытом сосуде при 12 °С равно 100 кПа (750 мм рт. ст.). Каким станет давление газа, если нагреть сосуд до 30 °С? Решение

35. В стальном баллоне вместимостью 12 л находится при 0 °С кислород под давлением 15,2 МПа. Какой объем кислорода, находящегося при нормальных условиях, можно получить из такого баллона? Решение

36. Температура азота, находящегося в стальном баллоне под давлением 12,5 МПа, равна 17 °С. Предельное давление для баллона 20,3 МПа. При какой температуре давление азота достигнет предельного значения? Решение

37. При давлении 98,7 кПа и температуре 91 °С некоторое количество газа занимает объем 680 мл. Найти объем газа при нормальных условиях. Решение

38. При взаимодействии 1,28 г металла с водой выделилось 380 мл водорода, измеренного при 21 °С и давлении 104,5 кПа (784 мм рт. ст.). Найти эквивалентную массу металла. Решение c ключом

39. Как следует изменить условия, чтобы увеличение массы данного газа не привело к возрастанию его объема: а) понизить температуру; б) увеличить давление; в) нельзя подобрать условий? Решение c ключом

40. Какие значения температуры и давления соответствуют нормальным условиям для газов: а) t=25 °С, P=760 мм рт. ст.; б) t=0 °С, P=1,013·10 5 Па; в) t=0 °С, P=760 мм рт. ст.? Решение

Источник