(a) pV = constant·T уравнение связывает давление газа, объем и термодинамическую температуру. Укажите два условия, предъявляемые к применению данного уравнения
(b) объем 4 ∙ 104 см3цилиндр содержит водород с давлением 2,5 ∙ 107па и температурой 290 К. Водород в цилиндре используется для заполнения . Каждый наполненный содержит водород при давлении 1,85 ∙ 105па, объем 7,24 ∙ 103 см3, температура 290 К. Рассмотрим и рассчитаем, что условия в разделе (a) для водорода выполняются:
(i) количество вещества водорода в полном цилиндре;
(ii) количество , наполненных водородом в цилиндре.
2.во время Изохорного процесса температура газа увеличилась на 30%, а давление составило 200 кПа. Используя заданные значения, определите начальное давление газа.
1. Газ должен находиться в состоянии газовой фазы: Уравнение givn'a пV = constant·T является идеальным газовым уравнением, и оно применимо только к идеальным газам или близким к ним условиям.
2. Уравнение применимо только при постоянной температуре: Уравнение показывает прямую зависимость между давлением и объемом газа, но только при постоянной температуре. Если температура меняется, уравнение уже не будет справедливым.
(b) Для решения данной задачи, имеем следующие данные:
- объем цилиндра V1 = 4 ∙ 104 см3
- давление водорода в цилиндре P1 = 2,5 ∙ 107 Па
- температура водорода в цилиндре T1 = 290 К
- давление заполненного содержателя водорода P2 = 1,85 ∙ 105 Па
- объем заполненного содержателя водорода V2 = 7,24 ∙ 103 см3
- температура заполненного содержателя водорода T2 = 290 К
(i) Для определения количества вещества (n) водорода в полном цилиндре, мы можем использовать уравнение идеального газа: pV = nRT, где R - универсальная газовая постоянная.
Сначала найдем теоретический объем (Vth) для заполненного содержателя газа при давлении P1 и температуре T1, используя уравнение идеального газа: P1Vth = nRT1.
Vth = (nRT1) / P1.
Затем рассчитаем фактическое количество вещества (nf) в заполненном содержателе газа, используя уравнение идеального газа для P2, V2 и T2: P2V2 = nfRT2.
Предполагая идеальность газа и одинаковые условия для заполненного содержателя и полного цилиндра, мы можем сказать, что количество вещества в полном цилиндре (n) будет равно количеству вещества в заполненном содержателе (nf).
Таким образом, количество вещества в полном цилиндре будет n = nf.
(ii) Чтобы определить количество заполненных содержателей газа в цилиндре, мы должны разделить объем полного цилиндра на объем заполненного содержателя газа. То есть, количество содержателей (ncont) будет ncont = V1 / V2.
2. Во время изохорного процесса объем газа остается постоянным (V1 = V2), исходя из определения изохорного процесса. Используя газовое уравнение идеального газа pV = nRT и предоставленные данные, мы можем рассчитать начальное давление газа (P1) до увеличения температуры.
P1V1 = nRT1
200 кПа * V1 = n * 8,314 Дж/(моль·К) * 290 К
Таким образом, начальное давление газа (P1) составляет 200 кПа.