1. До какой температуры (округлённой до целого числа) нужно нагреть жидкость, если её начальная температура была 30 °C, а объём увеличился с 10 000 литров до 10 100 литров? Коэффициент объёмного расширения β равен 2,7·10⁻⁴ К⁻¹.
2. В закрытом сосуде объёмом 20 литров находится 950 г водорода при давлении 60 МПа. Какова температура водорода в °C, округлённая до 2 знаков после запятой? Молярная масса водорода составляет 2 кг/кмоль.
Физика Колледж Термодинамика температура нагрева жидкости объёмное расширение жидкости давление водорода температура водорода физика 12 класс
Давайте разберем оба вопроса по очереди.
1. Нагрев жидкости и её объёмное расширение.
Для решения первой задачи нам нужно использовать формулу для объёмного расширения:
ΔV = V0 * β * ΔT,
где:
Теперь подставим известные значения:
Теперь подставим эти значения в формулу:
100 = 10 000 * 2,7·10⁻⁴ * ΔT.
Решим уравнение для ΔT:
Теперь найдем конечную температуру:
Tконечная = Tначальная + ΔT = 30 + 37,04 = 67,04 °C.
Округляем до целого числа: 67 °C.
2. Температура водорода в закрытом сосуде.
Для решения второй задачи используем уравнение состояния идеального газа:
P * V = n * R * T,
где:
Сначала найдем количество вещества n:
n = m / M,
где:
Теперь подставим значения:
n = 0,950 / 2 = 0,475 моль.
Теперь подставим известные значения в уравнение состояния:
60 * 10^6 * 20 * 10^(-3) = 0,475 * 8,314 * T.
Решим уравнение для T:
Теперь переведем температуру в Цельсий:
T(°C) = T(K) - 273,15 ≈ 303 051,70 - 273,15 = 302 778,55 °C.
Округляем до двух знаков после запятой: 302 778,55 °C.