Условие задачи
В закрытом резервуаре объёмом V находится газ Х. Начальное состояние газа (состояние 1) характеризуется термодинамическими параметрами: масса газа m1. давление газа Р1, температура газа Т1. После того, как в резервуар впустили некоторое количество такого же газа, его состояние стало характеризоваться следующими термодинамическими параметрами: масса газа m2, давление газа Р2, температура газа Т2, Затем газ изохорно перевели в состояние 3 с термодинамическими параметрами: P3 и T3=T1.
Считая газ идеальным, а значения термодинамических параметров V, m1, Т1, m2 и Т известными, найти:
1) значения термодинамических параметров газа в состоянии 1: Р1, в состоянии 2: Р2 и в состоянии 3: Р3; массу m0 молекулы газа, количество молей v газа, общее число N и концентрацию n молекул газа и плотности p газа в состояниях 1 и 2;
2) наиболее вероятную VВ среднюю (v), среднюю квадратичную (Ѵкв) скорости молекул газа в состояниях 1 и 2; среднюю кинетическую энергии поступательного (εп). вращательного (εвр) движения молекул газа и среднее значение их полной кинетической энергии (ε) в состояниях 1 и 2;
3) молярные Сv, Ср и удельные Сv, Ср теплоёмкости газа, показатель адиабаты и внутреннюю энергию U газа в состояниях 1 и 2;
4) среднюю длину свободного пробега (l) молекул газа в состояниях 1 и 2, динамическую вязкость η и коэффициент теплопроводности λ газа;
5) изобразить термодинамическую диаграмму рассматриваемого изохорного процесса в координатах (Р, V), (Р, Т) и (V, 1).
Ответ
1) из уравнения Менделеева Клапейрона:
pV=m/ RT,
давление газа равно p=m/ RT/V,
=0,017 кг/моль-молярная масса NH3,
R=8,21 Дж/(моль∙К)-газовая постоянная.
p1=0,01/0,017∙(8,31∙300)/0,10=14665 Па,
p2=0,50/0,017∙(8,31∙250)/0,10=611029 Па
p3=0,50/0,017∙(8,31∙300)/0,10=733235 Па
Масса m0 молекулы газа равна
m0=/NA
где NA=6,02∙1023 1/моль-число Авогадро
m0=0,017/(6,02∙1023 =2,8∙10-26 кг
Количество м...
