Знайдіть внутрішню енергію суміші, що складається з аргону масою 40 г і кисню масою 8 г. за температури 15°C.
Ответы
Ответ:Кількість речовини аргону:
n(Ar) = m(Ar) / M(Ar) = 40 г / 39,95 г/моль = 1,001 моль
Кількість речовини кисню:
n(O₂) = m(O₂) / M(O₂) = 8 г / 32 г/моль = 0,25 моль
знайдемо середню молярну теплоємність суміші:
Cp(суміш) = x(Ar) * Cp(Ar) + x(O₂) * Cp(O₂)
де x(Ar) та x(O₂) - масові частки аргону та кисню у суміші відповідно, а Cp(Ar) та Cp(O₂) - молярні теплоємності аргону та кисню відповідно.
масові частки компонентів у суміші:
x(Ar) = m(Ar) / m(суміші) = 40 г / (40 г + 8 г) = 0,833
x(O₂) = m(O₂) / m(суміші) = 8 г / (40 г + 8 г) = 0,167
Молярні теплоємності аргону та кисню можна знайти у таблицях:
Cp(Ar) = 20,8 J/(моль*К)
Cp(O₂) = 29,4 J/(моль*К)
Тоді:
Cp(суміш) = 0,833 * 20,8 J/(моль*К) + 0,167 * 29,4 J/(моль*К) = 21,62 J/(моль*К)
За формулою для внутрішньої енергії:
U = n * Cp * ΔT
де ΔT - різниця температур (в К)
За умовою задачі температура 15°C = 288,15 К.
Тому:
U = (1,001 моль + 0,25 моль) * 21,62 J/(моль*К) * 288,15 К = 6 500,8 Дж або 6,501 кДж
Отже, внутрішня енергія суміші складає 6,501 кДж.
Объяснение: