Какое максимальное количество теплоты можно передать углекислому газу в сосуде объемом 10 л при температуре

Тема: Тепловой обмен газа

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянной температуре отношение между давлением и объемом газа остается неизменным.

Дано, что у нас есть сосуд объемом 10 л, в котором находится углекислый газ. Для того, чтобы избежать его взрыва, давление в сосуде не должно превышать атмосферное давление в 7 раз. Атмосферное давление равно 100 кПа, поэтому максимальное давление в сосуде не должно превышать 700 кПа.

Теперь мы можем использовать закон Бойля-Мариотта для определения максимального количества теплоты, которое можно передать углекислому газу. Формула закона Бойля-Мариотта выглядит следующим образом:

P1 * V1 = P2 * V2

где P1 и V1 - изначальное давление и объем газа, а P2 и V2 - конечное давление и объем газа.

Мы знаем, что P1 = 100 кПа, V1 = 10 л и P2 = 700 кПа. Нам нужно найти V2 - объем газа при конечном давлении.

Теперь мы можем решить эту формулу относительно V2:

V2 = (P1 * V1) / P2

Подставляя значения, получаем:

V2 = (100 кПа * 10 л) / 700 кПа

V2 = 1,43 л

Таким образом, чтобы избежать взрыва, максимальное количество теплоты, которое можно передать углекислому газу в этом сосуде, равно 1,43 л.

Пример использования:
В сосуде объемом 10 л при температуре 17 °C находится углекислый газ. Какое максимальное количество теплоты можно передать этому газу, чтобы избежать его взрыва, если давление в сосуде превысит атмосферное в 7 раз?

Совет: Для решения этой задачи помните о законе Бойля-Мариотта и формуле для определения объема газа при известных давлении и объеме. Обратите внимание на единицы измерения и преобразуйте их, если необходимо. Работайте аккуратно с расчетами, чтобы получить точный ответ.

Упражнение:
В сосуде при температуре 25 °C находится гелий под давлением 200 кПа. Какой объем будет занимать этот газ при атмосферном давлении? Как изменится объем, если давление повысится до 600 кПа? (Закон Бойля-Мариотта)