Решение. 1.Запишем уравнением Менделеева-Клайперона для начального и конечного состояния газа:

1.Запишем уравнением Менделеева-Клайперона для начального и конечного состояния газа:

(1)

(2)

где М – молярная масса аргона, М = 40 г/моль = 40×10^-3 кг/моль;

R – молярная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/К×моль.

1.Выразим из (1)и (2) массу аргона в начальном и конечном состояниях, учитывая, что V₁ = V₂ = V:

(3)

(4)

2.Найдем искомую массу Dm:

(4)

3. Осуществим подстановку числовых значений в системе СИ (р₁ =

= 600кПа = 6×10⁵ Па, р₂ = 400 кПа = 4×10⁵ Па, V = 15л = 15×10^-3м³) в (4):

Ответ: Dm = 37,54 г.

Задача 7.

Кислород массой 320 г. нагревают при постоянном давлении от 300 до 310 К. Определить количество теплоты, поглощенное газом, изменение внутренней энергии и работу расширения газа.

Решение.

1.Количество теплоты, необходимое для нагревания газа при постоянном давлении, определим из первого начала термодинамики:

(1)

где С_р - молярная изобарная теплоемкость, , где для кислорода как двухатомного газа;

M – молярная масса газа, M = 32 г/моль = .

2.Подставляя в (1) числовые значения, получим:

3.Изменение внутренней энергии газа: . 4.Подставляя числовые значения и учтя, что , получим:

5.Работа расширения газа при изобарном процессе:

, (3)

где

6. Изменение объема газа при расширении можно найти из уравнения Клапейрона-Менделеева. Для двух состояний газа при изобарном процессе имеем:

, (4)

. (5)

и тогда вычитая почленно (5) из (4), получим:

. (6)

7. Подставляя (6) в (3), находим:

, (7)

А =

Ответ: Q = 2910 Дж, U = 2080 Дж, A = 830Дж.