Author's photo
Zmazaný účet
fyzika - vš

Úloha z fyziky

V uzavretej nádobe s konštantným objemom 25 m^3 je vzduch pri počiatočnom tlaku 9,5.10^4 Pa a počiatočnej teplote 10°C. Dodaním tepla sa vzduch ohrial a jeho tlak vzrástol na 23,5.10^4 Pa. Vypočítajte koľko tepla sme plynu dodali a o akú hodnotu vzrástla vnútorná energia plynu.

1 odpoveď
Pri tomto eji sa nezmenil objem plynu (uzavreta nadoba), takze ide o izochoricky dej.
Pre tento dej plati: p/T = konst
To znamena ze p1/T1 = p2/T2, kde p1, T1 sa vztahuje na pociatocny stav a p2,T2 na koncovy stav.
Treba si vsak uvedomit, ze T1, T2 musi byt v Kelvinoch, nie stupnoch Celzia
Z toho T2=T1*p2/p1 = 283.15 * (23.5*10^4) / (9,5*10^4) = 700K = 527 C
Merna tepelna kapacita plynov sa zvykne udavat pri konstantnom objeme a pre vzduch som nasiel: 1013J/(kg K).
Na vypocet tepla potrebujeme este zistit hmotnost vzduchu.
Najprv zistime pocet castic N plynu zo stavovej rovnice idealneho plynu :
pV = NkT z toho N = pv/kT = 9,5*10^4 * 25 / (1,38 * 10^-23 * 283,15) = 9,5 * 25 / 1,38 / 283,15 * 10^-27 = 0,607 * 10^27
Predelenim Avogadrovou konstantov zistime pocet castic v moloch:
N = 0,607 * 10^27 = 1008 mol
Po vynasobeni molovou hmotnostou vzduchu 28,96 g/mol dostaneme hmotnost vzduchu
m = 1008mol * 28,96 g/mol = 29,19kg

Po vypocte hmotnosti mame uz vieme zistit teplo potrebne na ohriatie vzduchu.
Vnutorna energia vzrastla presne o hodnotu tepla, nakolko nedoslo k zmene objemu = plyn nekonal mechanicku pracu.
Q = c * m * dt = 1013J / (kg K) * 29,19kg * 517C = 15,287 MPa

Dufam ze som sa nikde pri vypoctoch nepoplietol, odporucam ich skontrolovat.