11. Физические основы термодинамики
11.1. Теплоемкость идеального газа
11.1. Вычислить удельные теплоемкости cV и сP газов: 1) гелия; 2) водорода; 3) углекислого газа.
Дано: Решение:
1) He
2) H2
3) СО2
с v – ?
сp – ?
Ответ: 1) 3,12 кДж/(кг∙К) , 5,19 кДж/(кг∙К) ; 2) 10,4 кДж/(кг∙К) , 14,6 кДж/(кг∙К) ; 3) 567 кДж/(кг∙К) , 756 Дж/(кг∙К) .
11.2. Разность удельных теплоемкостей сP – сV некоторого двух атомного газа равна 260 Дж/(кг∙К). Найти молярную массу М газа и его удельные теплоемкости cV и сP.
Дано: Решение:
сP – сV = 260 Дж/(кг∙К)
М – ?
cv – ?
сp – ?
Ответ: 0,032 кг/моль ; 910 Дж/кгк ; 650 Дж/кгк
11.3. Каковы удельные теплоемкости cV и сP смеси газов, содержащей кислород массой m1 = 10 г и азот массой т2 = 20 г?
Дано: Решение:
m1 = 10 г
т2 = 20 г
сv – ?
сp – ?
Ответ: 711 Дж/кг∙К , 995 Дж/кг∙К .
11.4. Определить удельную теплоемкость cV смеси газов, содержащей V1 = 5 л водорода и V2 = 3 л гелия. Газы находятся при одинаковых условиях.
Дано: Решение:
V1 = 5 л
V2 = 3 л
сv – ?
Ответ: 7,66 кДж/кг∙К .
11.5. Определить удельную теплоемкость сP смеси кислорода и азота, если количество вещества[1] 1 первого компонента равно 2 моль, а количество вещества 2 второго равно 4 моль.
Дано: Решение:
1 = 2 моль
2 = 4 моль
cp – ?
Ответ: 990 Дж/кг∙К.
[1] Количество вещества – число структурных элементов (молекул, атомов, ионов и т.п.), содержащихся в системе или теле. Количество вещества выражается в молях. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде–12 массой 0,012 кг.