Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Fizika hőtan

373
Üdv! Ezekre a fizikás feladatokra szeretnék választ kapni.
Már az is nagy segítség ha valaki 1 db feladatot segít megoldani. Előre is köszönöm!
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
fizika, hőtan, belsőenergia, Fajhő, izobár, izochor, izoterm
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

2
1)
Az egyetemes gáztörvényt kell tudni:
`pV=nRT`
`p` a nyomás Pa-ban
`V` a térfogat m³-ben
`n` az anyagmennyiség mol-ban
`R` az egyetemes gázállandó, 8,314 J/(mol K)
`T` a hőmérséklet kelvinben

Most tudjuk ezeket: `V` (csak át kell váltani m³-be), `T`, és tudjuk az anyagmennyiséget is de nem mol-ban, hanem grammban. Vagyis csak a `p`-t nem tudjuk. Ki fog jönni, de először ki kell találni, hány mol.

Azt könnyű kiszámolni, hogy hány darab gázmolekula van benne:
`N="összes tömeg"/"egy molekula tömege"=(12\ g)/("6,64"·10^(-26)\ kg)`
A grammot vagy a kilogrammot át kell váltani, hogy egyformák legyenek, akkor lehet osztani.
`1\ kg = 10^3` gramm, tehát `"6,64"·10^(-26)\ kg="6,64"·10^(-26)·10^3\ g="6,64"·10^(-23)\ g`
Vagyis:
`N=(12\ g)/("6,64"·10^(-23)\ g)=...` használd a számológépedet. Majdnem 2·10²³ lesz.

Ez darabszám. Tudjuk, hogy 6·10²³ darab molekula ad ki 1 molt, tehát ez ennyi mol:
`n=N/(6·10^23)=...` számold ki számológéppel. Kb 0,3 mol lesz.

Most már a legelső képletből kijön a nyomás.

b)
Kiengedünk 3 grammot.
Az a teljes 12 grammnak a negyede, vagyis a 3/4 része marad meg. Molban is az eredeti anyagmennyiség 3/4 része lesz:
`n_2=n·3/4`
Ezzel a számmal is számold ki a nyomást a legelső képlettel.

c)
3 gramm az hány darab molekula?
Ugyanúgy kell, mint az elején is.
`N_3=(3\ g)/("6,64"·10^(-23)\ g)` számold ki számológéppel.
Vagy lehet úgy is, hogy `N`-et már az a) résznél kiszámoltad, ami 12 grammban lévő részecskék száma. Azt osszad el 4-gyel.
0

8)
A nemesgázok egyatomos gázok és ideális gáznak tekinthetők.
Az egyatomos gázok szabadságfoka 3, ezért egy darab T hőmérsékletű részecske belső energiája ennyi:
`U_1=3·1/2·k·T`
ahol `k` a Boltzmann állandó.
Vagyis a belső energia a hőmérséklettől egyenesen arányosan változik.

Ha veszünk 6·10²³ darab (vagyis 1 mol) gäzrészecskét, akkor a belső eneriája ennyi:
`U_"mol"=3·1/2·R·T`
ahol `R` az egyetemes gázállandó (a Boltzmann állandó 6·10²³-szorosa)
Ha pedig `n` mol anyagról van szó, akkor:
`U=3·1/2·nRT`

Ha állandó térfogaton melegítjük a gázt, akkor nincs térfogati munka (mert nem változik a térfogat, vagyis nem emeli fel mondjuk a dugattyút a gáz), ezért a teljes befektetett hő a belső energiát növeli.

a) Az a kérdés, hogy mennyi hőt kell befektetni a hőmérséklet emeléséhez (állandó térfogaton).
Az előbb írtam, hogy állandó térfogaton a hő a belső energiát (vagyis a hőmérsékletet) emeli. A kezdeti belső energiának a háromszorosa lesz (ha a hőmérséklet háromszoros lesz), vagyis a kezdeti belső energiához még a kétszerese adódik hozzá. Tehát ennyi hőt kell befektetni:
`Q=2U`

A kezdeti belső energia`U=3/2·nRT`, viszont nem tudjuk a hőmérsékletet. Tudjuk viszont az egyetemes gáztörvényt:
`pV=nRT`
Vagyis a belső energia `U=3/2·pV`, a befektetendő hő pedig:
`Q=2U=3pV`
Számold ki.

b)
Ezt már fentebb írtam: a háromszorosa lesz.

c)
Az anyag mennyisége változatlan, a térfogata is változatlan, ezért a sűrűség is marad, ami volt.

d)
Mindegyik nemesgáz ideális gáznak tekinthető, tehát mindnek `3/2kT` a belső energiája anyagtól függetlenül.
0