Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#45657

В цилиндре под поршнем находится смесь воздуха и паров некоторой жидкости. Смесь изотермически сжимают. На рисунке представлена экспериментальная зависимость давления в сосуде от объёма в этом процессе. Чему равны давление насыщенных паров жидкости p
 H  при данной температуре и внутренняя энергия смеси при объёме цилиндра более 5 л?

Примечание. Считать воздух идеальным двухатомным газом, а пары жидкости — идеальным трёхатомным газом.

(Всеросс., 2008, финал, 10)

PIC

Показать ответ и решение

Предположим, что эксперимент проводится при температуре T  . Очевидно, что насыщение пара наступает в точке излома изотермы. Тогда для объёмов V >  5  л уравнение газового состояния в соответствии с законом Дальтона имеет вид:

p1V1 = (ν1 + ν2)RT   (1)

где ν1− количество молей воздуха в сосуде, а ν2− количество молей паров жидкости в сосуде, V1− любой объём, превышающий 5 л, а p1 − соответствующее ему давление в сосуде (рис. 1).

PIC

Для объёмов V < 5  л давление в сосуде складывается из давления воздуха и давления насыщенного пара. Уравнение газового состояния имеет вид:

p2V2 =  pHV2 + ν1RT    (2)

где V2   - любой объём, не превышающий 5 л. Изотермы (1) и (2) пересекаются в точке (V0,p0)  , следовательно, при V =  V0   имеем :

ν2RT  = pHV0   (3)

Подставляя (2) и (3) в (1) и решая полученное уравнение относительно pH   , находим :

     p1V1-−-p2V2-
pH =   V  − V    ≈  50 кП а.
         0    2

Следует заметить, что для получения более точного численного результата целесообразно с помощью графика на рисунке 27 вычислить несколько произведений p1V1   для различных объемов V >  5  л и усреднить полученные значения. Аналогичным образом, вычисление окончательного результата с помощью выражения (6) следует проводить для нескольких значений V
  2   и соответствующих ему значений p2   . При построении графика использовались численные значения: T = 300 K, ν1 = 0,05  молей, ν2 = 0,1  молей, pH = 50  кПа. Внутренняя энергия смеси при V >  5  л вычисляется по формуле:

     5-
U =  2ν1RT  + 3ν2RT

С учётом выражений (5) и (6) форм ула приобретает вид:

     5
U =  --(p0 − pH )V0 + 3pHV0 ≈  1060 Д ж.
     2

(Официальное решение ВсОШ)

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!