Задачник по физике (термодинамика) (550710), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Постоянные Ван–дер–Ваальса для кислорода а = 0,136 Па м6/моль2, b = 3,17 10–5 м3/моль.6.13 Определить давление, которое будет производить = 1 молькислорода, если он занимает объем V = 0,5 л при температуреТ = 300 К. Сравнить полученный результат с давлением, вычисленнымпо уравнению Менделеева – Клапейрона. Постоянные Ван–дер–Ваальса для кислорода а = 0,136 Па м6/моль2, b = 3,17 10–5 м3/моль.6.14 В сосуде объемом V = 0,3 л находится = 1 моль углекислогогаза при температуре Т = 300 К. Определить давление газа: 1) поуравнению Менделеева – Клапейрона; 2) по уравнению Ван–дер–Ваальса.
Постоянные Ван–дер–Ваальса для углекислого газаа = 0,361 Па м6/моль2, b = 4,28 10–5 м3/моль.6.15 Для водорода силы взаимодействия между молекуламинезначительны, преимущественную роль играют собственныеразмеры молекул. Написать уравнение состояния такого газа. Найти,относительную погрешность, которая будет допущена при расчетеколичества водорода , находящегося в некотором объеме притемпературе Т = 273 К и давлении Р = 28 МПа, если не учитыватьсобственный объем молекул. Постоянная Ван–дер–Ваальса длякислорода b = 3,17 10–5 м3/моль.6.16 Давление кислорода Р = 7 МПа, его плотность = 100 кг/м3Найти температуру кислорода.
Постоянные Ван–дер–Ваальса длякислорода а = 0,136 Па м6/моль2, b = 3,17 10–5 м3/моль; молярнаямасса = 0,032 кг/моль.6.17 Внутреннюю полость толстостенного стального баллонанаполовину заполнили водой при комнатной температуре. Послеэтого баллон герметически закупорили и нагрели до температуры Т =650 К. Определить давление Р водяного пара в баллоне при этойтемпературе. Постоянные Ван–дер–Ваальса для воды а = 0,545Па м6/моль2, b = 3,04 10–5 м3/моль; плотность воды= 1000 кг/м3,молярная масса = 18 10–3 кг/моль.6.18 В закрытом сосуде объемом V = 0,5 м3 находится= 0,66киломоля углекислого газа при давлении Р1 = 3 10 Па. Найти, восколько раз надо увеличить температуру газа, чтобы давление124увеличилось вдвое. Постоянная Ван–дер–Ваальса для углекислогогаза а = 0,361 Па м6/моль2.6.19 Вычислить постоянные а и b в уравнении Ван–дер–Ваальсадля азота, если известны критические температура Т кр = 126 К идавление Ркр = 3,39 МПа.6.20 Найти критический объем кислорода массой m = 0,5 г.Постоянная Ван–дер–Ваальса для кислорода b = 3,17 10–5 м3/моль.Молярная масса кислорода = 0,032 кг/моль.6.21 Найти удельный объем бензола (С6Н6) в критическомсостоянии, если его критическая температура Ткр = 562 К, критическоедавление Ркр = 7,3 106 Па.
Молярная масса бензола = 0,078 кг/моль.6.22 Найти плотность азота в критическом состоянии, считаяизвестными Ткр = 126 К, Ркр = 3,39 106 Па, молярная масса азота= 0,028 кг/моль.6.23 Определить наибольший объем Vmax, который можетзанимать вода в количестве = 1 моль. Критические параметры дляводыТкр = 647 К, Ркр = 22,1 МПа.6.24 Найти давление, обусловленное силами взаимодействиямолекул, заключенных в одном киломоле газа, находящегося принормальных условиях.
Критическая температура и критическоедавление этого газа равны соответственно Ткр = 417 К,Ркр = 76 105 Па.6.25 Во сколько раз концентрация nкр молекул азота вкритическом состоянии больше концентрации n0 молекул принормальных условиях? Постоянная Ван–дер–Ваальса для азотаb = 3,86 10–5 м3/моль.6.26 Какую часть объема сосуда должен занимать жидкий эфирпри комнатной температуре, чтобы он при достижении критическойтемпературы оказался в критическом состоянии? Критическиепараметры для эфира: температура Ткр = 467 К, давлениеРкр = 35,5 105 Па; молярная масса эфира = 0,074 кг/моль; плотностьжидкого эфира = 700 кг/м3.6.27 = 1 моль газа находится при критической температуре изанимает объем в три раза превышающий критический объем Vкр.
Восколько раз давление Р газа в этом состоянии меньше критическогодавления Ркр.6.28 Найти, во сколько раз давление одного моля газа Р большеего критического давления Ркр, если известно, что его объем итемпература вдвое больше критических значений этих величин.6.29 Один моль углекислого газа находится в критическомсостоянии.
При изобарном нагревании газа его объем увеличился в 2раза. Определить, до какой температуры нагрели газ. Постоянные125Ван–дер–Ваальса для углекислого газа а = 0,361 Па м6/моль2,b = 4,28 10–5 м3/моль.6.30 = 1 моль газа находится в критическом состоянии. Восколько раз возрастет давление газа, если его температуру изохорноувеличить в два раза?6.31 = 0,5 кмоль трехатомного газа адиабатически расширяетсяв пустоту от V1 = 0,5 м3 до V2 = 3 м3. Температура газа при этомпонижается на Т = 12,2 К. Найти из этих данных постоянную а,входящую в уравнение Ван–дер–Ваальса.6.32 В сосуде объемом V1 = 1 л находится m = 10 г азота.ОпределитьизменениеТтемпературыазотаприегоадиабатическом расширении в пустоту до объема V 2 = 10 л.Постоянная Ван–дер–Ваальса для азота а = 0,135 Па м6/моль2,молярная масса азота = 28 10–3 кг/моль.6.33 Один моль азота расширился при постоянной температуреТ = 300 К, при этом объем увеличился от V1 = 1,5 л до V2 = 15 л.Считая, что выполняется условие Vмол >> b, определить работурасширения газа.
Постоянная Ван–дер–Ваальса для азота а = 0,135Па м6/моль2.6.34 Объем углекислого газа массой m = 0,1 кг увеличился отV1 = 1 м3 до V2 = 10 м3. Найти работу внутренних сил взаимодействиямолекул при расширении. Постоянная Ван–дер–Ваальса дляуглекислого газа а = 0,361 Па м6/моль2, молярная масса углекислогогаза = 0,044 кг/моль.6.35 Газообразный хлор массой m = 7,1 10–3 кг находится в сосудеобъемом V1 = 10–4 м3. Какое количество теплоты Q необходимоподвести к хлору, чтобы при его расширении в пустоту до объемаV2 = 10–3 м3 температура газа осталась неизменной? Постоянная Ван–дер–Ваальса для хлора а = 0,650 Па м6/моль2, молярная масса хлора= 0,071 кг/моль.6.36 Найти внутреннюю энергию углекислого газа массойm = 0,132 кг при нормальных условиях рассматривая газ 1) какидеальный; 2) как реальный.
Постоянная Ван–дер–Ваальса дляуглекислого газа а = 0,361 Па м6/моль2, молярная масса углекислогогаза = 0,044 кг/моль.6.37 Кислород, содержащий количество вещества= 1 моль,находится в объеме V = 0,2 л при температуре Т = 350 К. Найтиотносительную погрешностьв вычислении внутренней энергиигаза, если газ рассматривать, как идеальный. Постоянная Ван–дер–Ваальса для кислорода а = 0,136 Па м6/моль2.1266.38 Определить изменение U внутренней энергии одного молянеона при изотермическом увеличении его объема от V1 = 1 л доV2 = 5 л. Постоянная Ван–дер–Ваальса для неона а = 1,209 Па м6/моль2.6.39 Один моль кислорода, занимавший при температуреТ = 173 К объем V1 = 1 л, расширился изотермически до объемаV2 = 9,7 л. Найти изменение внутренней энергии U газа и работу А,совершенную газом.
Постоянные Ван–дер–Ваальса для кислорода:а = 0,136 Па м6/моль2; b = 3,17 10–5 м3/моль.6.40 Один моль азота, имевший объем V1 = 1 л и температуруТ1 = 300 К, переведен в состояние с объемом V2 = 5 л и температуройТ2 = 450 К. Найти приращение энтропии в этом процессе.
ПостояннаяВан–дер–Ваальса для азота b = 3,86 10–5 м3/моль.6.41 На рис. 6.4 дана изотермаРнекоторого вещества, соответствующаяпереходу жидкостьпар при температуреТ = 450 К. Давление насыщенного пара Рн.п.12Рн.п.= 106 Па, объемы V1 = 0,02 л, V2 = 10 л,масса веществаm = 15 г, удельнаятеплота испаренияq = 106 кг/Дж.V1V2VНайтивпроцессе1–2:1) работу,Рис.6.4совершаемую веществом; 2) количествотеплоты, подведенное к веществу; 3)изменение внутренней энергии вещества; 4) изменение энтропии.6.42 Некоторую массу вещества, взятого в состоянии насыщенногопара, изотермически сжали в n раз по объему. Найти, какую частьконечного объема занимает жидкая фаза, если удельные объемынасыщенного пара и жидкой фазы отличаются друг от друга в N раз(N > n).6.43 Вода со своим насыщенным паром находится в сосудеобъемом V = 6 л, при этом удельный объем пара равенv пуд = 5 10–2 м3/кг.
Масса воды с паром m = 5 кг. Найти массу и объемпара. Плотность воды = 1000 кг/м3.6.44 Вода со своим насыщенным паром находится в сосудеобъемом V = 10 л при температуре t = 250 С и давлении Р = 40 105Па. Масса воды с паром m = 8 кг. Считая пар идеальным газом, найтиотношение объемов воды и пара в сосуде.
Плотность воды= 1000 кг/м3, молярная масса воды = 0,018 кг/моль.6.45 В цилиндре под поршнем в объеме V0 = 5 л находитсянасыщенный водяной пар, температура которого Т = 373 К. Найтимассу жидкой фазы, образовавшейся в результате изотермическогоуменьшения объема под поршнем до V = 1,6 л, считая насыщенныйпар идеальным газом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
