Μια θερμική μηχανή, χωρίς πολλούς υπολογισμούς

    

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει τον κύκλο του διπλανού σχήματος, στον οποίο υπάρχουν μια ισόθερμη και μια αδιαβατική μεταβολή.

Αν η θερμότητα που απορροφά το αέριο σε κάθε κύκλο είναι Qh= 4.800J, ενώ αποδίδει θερμότητα |Qc|=3.330 J, στη δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας, να βρεθούν:

1. Ποια είναι η ισόθερμη και ποια η αδιαβατική μεταβολή; Να δώσετε μια σύντομη δικαιολόγηση.
2. H θερμότητα που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον, σε κάθε μια από τις μεταβολές του σχήματος;
3. Η ισχύς της μηχανής, αν αυτή εκτελεί 2.400 στροφές ανά λεπτό.
4. Ο συντελεστής απόδοσης του κύκλου.
5. Η θερμότητα που πρέπει να αποδώσει το αέριο στη δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας, για να μπορέσει να παράγει έργο W1=100kJ.

Απάντηση:

ή

 Μια θερμική μηχανή, χωρίς πολλούς υπολογισμούς

  Μια θερμική μηχανή, χωρίς πολλούς υπολογισμούς

Θερμοδυναμική. Θέμα Α΄.

1)      Μια  ποσότητα αερίου μπορεί να εκτελέσει τις μεταβολές ΑΒ και ΑΓ του σχήματος, όπου Τ_Β=Τ_Γ.

i)     Το αέριο παράγει περισσότερο έργο κατά τη μεταβολή ΑΓ.

ii)    Για τις μεταβολές της εσωτερικής ενέργειας ισχύει ΔU_ΑΓ > ΔU_ΑΒ.

iii)   Για τις θερμότητες που απορροφά το αέριο ισχύει Q_ΑΒ > 0 και Q_ΑΓ<0.

iv)  Για τις θερμότητες που απορροφά το αέριο ισχύει Q_ΑΒ > Q_ΑΓ.

2)      Μια  ποσότητα αερίου μπορεί να εκτελέσει τις μεταβολές ΑΒ και ΑΓ του σχήματος, όπου Τ_Β=Τ_Γ.

i)     Το αέριο αποβάλλει ενέργεια μέσω έργου κατά τη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ, ενώ απορροφά ενέργεια μέσω έργου κατά την ΑΓ.

ii)     Για τις μεταβολές της εσωτερικής ενέργειας ισχύει ΔU_ΑΓ > ΔU_ΑΒ.

iii)   Για τις θερμότητες που απορροφά το αέριο ισχύει Q_ΑΒ = Q_ΑΓ.

iv)  Το έργο κατά τη μεταβολή ΑΓ υπολογίζεται από τη σχέση W=p∙ΔV.

Η συνέχεια   σε pdf  ή σε   docx  και   doc.

Αλλά και οι απαντήσεις  εδώ.

Δυο θερμικές μηχανές.

Στο σχήμα δίνονται δυο συνδεδεμένες θερμικές μηχανές Α και Β. Η θερμότητα Q₂ που αποβάλει η Α, απορροφάται από τη Β. Στο διπλανό διάγραμμα φαίνεται η κυκλική μεταβολή που πραγματοποιεί η Α θερμική μηχανή, όπου η μια μεταβολή είναι αδιαβατική και η άλλη ισόθερμη, ενώ η μηχανή Β είναι μια ιδανική μηχανή που πραγματοποιεί κύκλο Carnot.

Δίνεται για την παραπάνω κυκλική μεταβολή της Α μηχανής, p_Κ=12∙10⁵Ν/m², V_Κ=2L, Τ_Κ=400Κ, V_Λ=4L, ενώ για το αέριο που εκτελεί τους κύκλους γ=5/3.

Αν η Α μηχανή πραγματοποιεί 3000 στρ/min, να  βρεθούν:

i)   Ο ρυθμός με τον οποίο απορροφά θερμότητα από τη δεξαμενή υψηλής θερμοκρασίας η Α μηχανή.

ii)  Το έργο που παράγει σε κάθε κύκλο η Α μηχανή, καθώς και η παρεχόμενη μηχανική ισχύς της.

iii) Το έργο που παράγει η μηχανή Β, σε κάθε κύκλο και η μηχανική ισχύς που μας παρέχει, αν  Τ₂=300Κ.

iv) Αν αντικαταστήσουμε τις δύο παραπάνω θερμικές μηχανές με μια μηχανή Carnot, πόση η μηχανική ισχύς που θα μας παρέχει, αν λειτουργεί επίσης στις 3.000 στρ/min απορροφώντας το ίδιο ποσό θερμότητας που απορροφά και η Α μηχανή;

Δίνεται ℓn2≈0,7.

Απάντηση:

ή

Δυο θερμικές μηχανές.

Δύο αέρια και δυο μεταβολές τους.

 Ένα αέριο Χ, εκτελεί τις αντιστρεπτές μεταβολές ΑΒ και ΒΓ, όπου κατά τη διάρκεια της ΒΓ, το αέριο δεν ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον. Εξάλλου αν το αέριο Χ αντικατασταθεί με άλλο αέριο Υ, οι αντίστοιχες μεταβολές θα ήταν ΑΒ και ΒΔ.

Δίνεται ότι το αέριο Χ κατά τη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ απορροφά θερμότητα Q₁, παράγοντας έργο W₁.

i) Στη διάρκεια της μεταβολής ΒΓ, το αέριο Χ παράγει έργο:

 α) W_ΒΓ=W₁        β) W_ΒΓ=Q₁      γ) W_ΒΓ=Q₁-W₁

ii) Στη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ, το αέριο Υ παράγει έργο:

 α) W_ΑΒ< W₁,      β) W_ΑΒ=W₁,    γ) W_ΑΒ>W₁.

iii) Στη διάρκεια της μεταβολής ΒΔ, το αέριο Υ παράγει έργο:

 α) W₂ < W_ΒΓ,          β) W₂= W_ΒΓ,   γ) W₂ > W_ΒΓ.

iv) Να αποδείξτε ότι κατά την αδιαβατική μεταβολή, ο νόμος του poisson μπορεί να πάρει τη μορφή:

Τ∙V^γ-1=σταθ.

v) Το αέριο Χ ή το αέριο Υ έχει μεγαλύτερο λόγο γ=C_p/C_v;

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

Δύο αέρια και δυο μεταβολές τους.

Μια δυσκολότερη συνέχεια…..

Ας επιστρέψουμε στη μεταβολή ΑΒ, της προηγούμενης ανάρτησης «Επιλογή μεταβολήςκαι θερμοκρασία.»  την οποία πραγματοποιεί ένα αέριο μίγμα Ηλίου και Υδρογόνου. Η αρχική πίεση είναι  p_Α=3∙10⁵Ν/m² και ο όγκος V_Α=2L ενώ το αέριο απορροφά  θερμότητα Q= 5.400 J και παράγοντας έργο W= 1.800 J, έρχεται στην κατάσταση Β με πίεση p_Β=4∙10⁵Ν/m² και όγκο V_Β=6L.

Αν δίνονται οι γραμμομοριακές θερμότητες υπό σταθερό όγκο για τα δύο αέρια C_v1=3R/2 και C_v2=5R/2, να υπολογιστεί η μερική πίεση του Ηλίου στην κατάσταση Α.

Απάντηση:

ή

Μια δυσκολότερη συνέχεια…..

Επιλογή μεταβολής και θερμοκρασία.

Μια ορισμένη ποσότητα αερίου, βρίσκεται στην κατάσταση Α με πίεση p_Α=3∙10⁵Ν/m² και V_Α=2L και απορροφώντας θερμότητα Q₁= 5.400 J έρχεται αντιστρεπτά στην κατάσταση Β, με πίεση p_Β=4∙10⁵Ν/m² και όγκο 6L. Στη διάρκεια της  μεταβολής ΑΒ το αέριο παράγει έργο W₁= 1.800 J. Στη συνέχεια αποβάλλοντας θερμότητα  3.600 J φτάνει αντιστρεπτά και ισόχωρα στην κατάσταση Γ, από όπου επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση Α, όπου η μεταβολή σε διάγραμμα p-V, είναι ευθύγραμμη.

i)  Ποια από τις διαδρομές (α), (β) και (γ) παριστά τη μεταβολή ΑΒ που πραγματοποιήθηκε;

ii)  Να υπολογίσετε τη θερμότητα που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον στη διάρκεια της μεταβολής ΓΑ.

iii) Στη διάρκεια της ΓΑ η μέγιστη θερμοκρασία που αποκτά το αέριο είναι μεγαλύτερη, ίση ή μικρότερη από τη θερμοκρασία στην κατάσταση Α:

Απάντηση:

ή

Επιλογή μεταβολής και θερμοκρασία.

Εκτονώνοντας ένα αέριο.

Από το ταβάνι κρέμεται ένας σωλήνας κυλινδρικού σχήματος, διατομής Α=10cm², με αδιαβατικά τοιχώματα, στον οποίο περιέχεται ένα μονοατομικό ιδανικό αέριο, θερμοκρασίας 27°C. Ο σωλήνας κλείνεται στο κάτω μέρος του με αδιαβατικό έμβολο, αμελητέου βάρους, το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές. Το έμβολο απέχει από το πάνω μέρος του σωλήνα κατά h=50cm. Σε μια στιγμή κρεμάμε, μέσω νήματος, από το έμβολο ένα σώμα βάρους 20Ν και το αφήνουμε να κινηθεί. Παρατηρούμε ότι το σώμα ανεβοκατεβαίνει για λίγο και τελικά ηρεμεί χαμηλότερα σε απόσταση y=7cm.

i) Να υπολογιστεί η τελική πίεση και θερμοκρασία του αερίου.

ii) Να παραστήσετε την παραπάνω μεταβολή του αερίου σε άξονες p-V.

iii) Να βρεθεί το έργο που παράγει το αέριο στη διάρκεια της μεταβολής.

iv) Πόση ενέργεια μεταφέρεται στην ατμόσφαιρα στη διάρκεια του πειράματος;

Δίνεται η ατμοσφαιρική πίεση p_ατ=1atm=10⁵N/m².

Απάντηση:

ή

Εκτονώνοντας ένα αέριο.

Έργα κατά τις μεταβολές αερίου.

Ένα αέριο εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος για την οποία δίνονται: p_Α=p_Β=10∙10⁵Ν/m², V_Α=2L και Τ₁=300Κ, V_Β=5L και V_Γ=10L.

i)   Να υπολογιστεί η απόλυτη θερμοκρασία στην κατάσταση Β και η πίεση του αερίου στην κατάσταση Γ.

ii)  Να υπολογισθεί το έργο που παράγει το αέριο σε κάθε μεταβολή.

iii) Να υπολογιστεί η θερμότητα που ανταλλάσσει στο αέριο με το περιβάλλον κατά τη μεταβολή ΓΑ.

Απάντηση:

ή

Έργα κατά τις μεταβολές αερίου.

Μια άσκηση - ένα test. Θερμικές μηχανές.

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει τον κύκλο του διπλανού σχήματος, όπου η ΓΑ είναι αδιαβατική. Δίνεται για την κατάσταση Α p_Α=8∙10⁵Ν/m² V_Α=4L, ενώ W_ΑΒ=9.600J. Όλες οι μεταβολές θεωρούνται αντιστρεπτές ενώ για το αέριο γ=3/2.

i)   Να βρείτε τον όγκο στην κατάσταση Β.

ii)  Να υπολογίσετε την θερμότητα που απορροφά το αέριο στην μεταβολή ΑΒ.

iii) Να βρείτε την πίεση του αερίου στην κατάσταση Γ.

iv) Αφού υπολογίσετε την θερμότητα Q_c που αποβάλει η μηχανή στη διάρκεια της κυκλικής μεταβολής, να βρείτε την απόδοσή της.

Μονάδες: 15+20+30+35=100

Δείτε και τις  δύο ομάδες από εδώ: 

2. Τεστ. Θερμικές Μηxανές 2012-13.docx

Η βενζίνη κοστίζει ακριβά…

Δυο ευρεσιτέχνες σχεδίασαν και κατασκεύασαν δύο καθόλα όμοια νέα μοντέλα αυτοκινήτων, με μόνη μεταξύ τους διαφορά ότι το πρώτο εκτελούσε τον κύκλο (1) και το δεύτερο τον κύκλο (2) του παραπάνω σχήματος. Το πρώτο αυτοκίνητο για να πάει από την Αθήνα στη Θεσσαλονίκη, δουλεύοντας η μηχανή του στις 2.200 στροφές /λεπτό (περίπου και κατά μέσον όρο), καταναλώνει 57L βενζίνης, ενώ το ταξίδι διαρκεί κάποιες ώρες. Τον ίδιο χρόνο χρειάζεται και το δεύτερο αυτοκίνητο για την ίδια διαδρομή.

i)  Ποια μηχανή παράγει περισσότερο έργο σε κάθε κύκλο;

ii)  Στις πόσες στροφές (κατά μέσο όρο) πρέπει να δουλεύει η μηχανή του 2^ου αυτοκινήτου;

iii) Αφού βρείτε την απόδοση κάθε μηχανής, να υπολογίσετε πόσα λίτρα βενζίνη θα καταναλώσει το δεύτερο αυτοκίνητο.

Για τα καυσαέρια των αυτοκινήτων δεχτείτε ότι C_v=5R/2, ενώ ℓn3≈1.

Απάντηση:

Η βενζίνη κοστίζει ακριβά…

Να χρησιμοποιήσουμε μια αντλία θερμότητας;

 Πρόκειται να διατηρήσουμε σταθερή τη θερμοκρασία ενός δωματίου σε θερμοκρασία 24°C, όταν έξω η ατμόσφαιρα έχει θερμοκρασία -3°C.  Για να το εξασφαλίσουμε μας προτείνονται δυο λύσεις.

Η πρώτη, να χρησιμοποιήσουμε μια ηλεκτρική θερμάστρα, η οποία έχει ισχύ 440W, η οποία πρέπει να είναι συνεχώς αναμμένη.

Η δεύτερη λύση, είναι να χρησιμοποιήσουμε μια μηχανή, που χρησιμοποιεί ένα αέριο το οποίο διαγράφει την αντιστρεπτή κυκλική μεταβολή του σχήματος, όπου V_Α=4L, V_Β=10,8L, T₂ η θερμοκρασία του δωματίου και Τ₁ η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας.

i)   Πόση θερμότητα παρέχει στο δωμάτιο το αέριο σε κάθε κυκλική μεταβολή;

ii)  Ποια η συχνότητα της μηχανής, για την οποία διατηρείται σταθερή η θερμοκρασία του δωματίου;

iii) Πόση ενέργεια πρέπει να προσφέρεται στο αέριο, μέσω έργου, για την λειτουργία της μηχανής;

iv) Να βρεθεί πόσο τοις εκατό μειώνεται το κόστος θέρμανσης του δωματίου, αν προτιμήσουμε τη δεύτερη λύση, σε σχέση με την πρώτη επιλογή.

v)  Ποιο αέριο είναι καλύτερο να χρησιμοποιεί η μηχανή:

α) Ήλιο,       β) Άζωτο       γ) δεν έχει καμιά διαφορά.

Δίνεται η πίεση της ατμόσφαιρας p=1atm≈10⁵Ν/m².

Απάντηση:

ή

Να χρησιμοποιήσουμε μια αντλία θερμότητας;

Μια περίεργη; θερμική μηχανή.

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει τον αντιστρεπτό κύκλο του σχήματος, ο οποίος αποτελείται από δυο κλάδους (α) και (β), εκ των οποίων η μια είναι αδιαβατική.

Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λανθασμένες.

i) Κατά τη διάρκεια της μεταβολής (β) το αέριο δεν ανταλλάσει θερμότητα με το περιβάλλον του.

ii) Κατά τη διάρκεια της μεταβολής (α) το αέριο δεν ανταλλάσει θερμότητα με το περιβάλλον του.

iii) Κατά τη διάρκεια της μεταβολής (α) το αέριο ψύχεται.

iv) Κατά τη διάρκεια της μεταβολής (α) το αέριο απορροφά συνεχώς θερμότητα από το περιβάλλον του.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

Μια περίεργη; θερμική μηχανή.

Μια θερμική μηχανή και η απόδοσή της.

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει τον κύκλο του διπλανού σχήματος, όπου η ΑΓ είναι αδιαβατική,  παράγοντας έργο 160J σε κάθε κύκλο. Η μηχανή στρέφεται με συχνότητα f=1000στρ/min.

i)  Να υπολογίσετε τη μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου στη διάρκεια της αδιαβατικής εκτόνωσης.

ii)  Υπολογίστε για το αέριο το λόγο γ=C_p/C_v.

iii) Πόση θερμότητα απορροφά η μηχανή και πόση αποβάλλει στο περιβάλλον σε μία ώρα;

Απάντηση:

ή

Μια θερμική μηχανή και η απόδοσή της

Θερμικές μηχανές, με ισόθερμη και αδιαβατική.

Μια θερμική μηχανή Α διαγράφει την κυκλική μεταβολή του σχήματος, εκτελώντας 3.000στροφές το λεπτό. Δίνεται για το αέριο της μηχανής C_v=3R/2 και ότι στη διάρκεια της μεταβολής ΒΓ δεν μεταβάλλεται η εσωτερική ενέργεια του αερίου.

i)   Ποια η ισχύς της μηχανής.

ii)  Να βρεθεί ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής.

iii) Μια άλλη θερμική μηχανή Β, δουλεύει ακριβώς με τον ίδιο τρόπο με την Α, με μόνη διαφορά ότι από την κατάσταση Β έρχεται σε κατάσταση Δ, με πίεση p_Δ=p_Α, με αντιστρεπτό τρόπο χωρίς να ανταλλάξει θερμότητα με το περιβάλλον. Υποστηρίζεται ότι η μηχανή Β έχει μεγαλύτερη ισχύ από την Α μηχανή. Είναι σωστός ο ισχυρισμός αυτός;

Δίνεται ln2=0,7.

Απάντηση:

ή

Θερμικές μηχανές, με ισόθερμη και αδιαβατική

Μεταβολές αερίων. Ένα ακόμη test 2012-13

Ένα αέριο βρίσκεται σε  δοχείο, σε κατάσταση Α με όγκο 8L και πίεση 1·10⁵Ν/m². Από την κατάσταση αυτή μπορεί να έρθει αντιστρεπτά σε όγκο 1L, με τρεις τρόπους:

Α) μεταβολή ΑΒ ισοβαρώς,   Β) ΑΓ ισόθερμα         Γ) ΑΔ αδιαβατικά.

i)  Να παραστήσετε στο ίδιο διάγραμμα p-V τις τρεις παραπάνω μεταβολές.

ii) Πότε απαιτείται να προσφέρουμε περισσότερη ενέργεια μέσω έργου κατά την ισόθερμη ή κατά την αδιαβατική συμπίεση; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

iii) Αν κατά την ισοβαρή συμπίεση το αέριο αποβάλλει θερμότητα 1.750J, να υπολογίσετε το έργο και την μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας στην μεταβολή αυτή.

iv)  Να υπολογίσετε για το αέριο το λόγο γ=C_p/C_v.

v)  Να βρείτε το έργο κατά την ισόθερμη μεταβολή.

Δείτε όλο το test:

Τεστ. Μεταβολές αερίων 2012-13

Μη αντιστρεπτή μεταβολή αερίου.

Μια ποσότητα ιδανικού αερίου εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος, όπου η μεταβολή ΓΑ  πραγματοποιείται προσπαθώντας να διατηρήσουμε σταθερή την πίεση, αλλά μη αντιστρεπτά.

i)   Βρείτε το έργο κατά τις μεταβολές ΑΒ και ΒΓ.

ii)  Μπορείτε να υπολογίσετε το έργο κατά τη διάρκεια της ΓΑ;

iii) Το έργο κατά τη διάρκεια της ΓΑ μπορεί να είναι:

………..α) 2200J, ……….. β) 2400J, ………….. γ) 2600J.

Απάντηση:

ή

Μη αντιστρεπτή μεταβολή αερίου.

Μεταβολές αερίων. Ένα test. 2012-13

Να αντιστοιχίσετε τις μεταβολές του διπλανού σχήματος με τις τιμές της θερμότητας και της μεταβολής της εσωτερικής ενέργειας του αερίου. Ας σημειωθεί ότι στο σχήμα υπάρχει μια ισόθερμή και μια αδιαβατική μεταβολή.

ΔU (J)	Μεταβολή	Q (J)
300	ΑΒ	0
-300	ΒΓ	-140
0	ΓΑ	500

Συμπληρώστε τις τιμές για τα έργα σε κάθε μεταβολή:

W_ΑΒ =………………     W_ΒΓ =…………………….      W_ΓΑ …………………

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Δείτε όλο το test:  

 Τεστ. Μεταβολές αερίων 2012-13 Β-Τεχν

Ισοβαρής θέρμανση και αδιαβατική ψύξη.

Μια ποσότητα αερίου βρίσκεται στην κατάσταση Α σε πίεση 4·10⁵Ν/m² και όγκο 5L. Απορροφώντας το αέριο θερμότητα 7000J, έρχεται ισοβαρώς στην κατάσταση Β, με όγκο 10L, από όπου ψύχεται αδιαβατικά μέχρι να αποκτήσει θερμοκρασία ίση με την θερμοκρασία στην κατάσταση Α, ερχόμενο στην κατάσταση Γ.

i) Να βρεθεί για το αέριο η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα υπό σταθερή πίεση.

ii) Πόσο έργο παράγει το αέριο κατά την αδιαβατική εκτόνωση;

iii) Να βρείτε τον όγκο του αερίου στην κατάσταση Γ.

Δίνεται R=8,314J/mοℓ·Κ.             

            

Απάντηση:

ή

Ισοβαρής θέρμανση και αδιαβατική ψύξη.

Θερμαίνουμε και ερμηνεύουμε….

Σε  δοχείο σταθερού όγκου περιέχεται 1mοℓ ενός αερίου. Θερμαίνουμε το αέριο και για να αυξήσουμε την θερμοκρασία του από τους 30°C, στους 60°C απαιτήθηκε θερμότητα Q₁=625J.

i)   Να βρεθεί η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα του αερίου, υπό σταθερό όγκο.

ii)  Συνεχίζουμε την θέρμανση. Πόση θερμότητα νομίζετε ότι απαιτείται να προσφέρουμε στο αέριο, για να αυξήσουμε τη θερμοκρασία του από τους 410^oC στους  470^oC;

iii) Το πείραμα έδειξε ότι η απαιτούμενη θερμότητα ήταν ίση με Q₂= 1.375J. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα ενός διατομικού αερίου, με χαλαρή σύνδεση των ατόμων του είναι ίση με Cv= 3,5R, και αυτό, επειδή το μόριο εκτός της μεταφορικής και περιστροφικής κίνησης που κάνει, μπορεί και να ταλαντώνεται, δώστε μια ερμηνεία για την ποσότητα της θερμότητας που χρειάστηκε για την θέρμανση του αερίου.

iv) Μπορείτε να προβλέψετε τι θα συμβεί αν συνεχίσουμε τη θέρμανση του αερίου, μέχρι να αποκτήσει μεγάλη, μα πολύ μεγάλη, θερμοκρασία;

Απάντηση:

ή

Θερμαίνουμε και ερμηνεύουμε….

Δύο αέρια με διαφορετική ατομικότητα

Διαθέτουμε δύο δοχεία ίσου όγκου. Στο πρώτο περιέχονται 4g Ηλίου και στο δεύτερο 2g Η₂ στην ίδια θερμοκρασία (18°C). Θερμαίνουμε τα δύο αέρια προσφέροντας θερμότητα Q=1.500J σε κάθε αέριο.

i)   Ποια είναι η θερμοκρασία που αποκτά κάθε αέριο;

ii)  Διοχετεύουμε τα παραπάνω αέρια σε ένα τρίτο κενό δοχείο, το οποίο έχει αδιαβατικά τοιχώματα. Να βρεθεί η θερμοκρασία του μίγματος, μετά την αποκατάσταση ισορροπίας.

iii) Να υπολογιστεί η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα υπό σταθερό όγκο, για το μίγμα αυτό.

iv) Σε ένα άλλο δοχείο σταθερού όγκου, περιέχεται ένα διαφορετικό μίγμα Ηλίου και Υδρογόνου, μάζας 10g. Προσφέροντας θερμότητα 750J, αυξάνουμε τη θερμοκρασία του μίγματος κατά 10Κ. Να βρεθεί τι ποσοστό των μορίων του μίγματος είναι μόρια Ηλίου.

Δίνονται C_vHe=3R/2, C_vH2=5R/2,  Μ_Ηe=4·10^-3kg/mοℓ, Μ_Η2=2·10^-3kg/mοℓ και R=25/3 J/mol·K

Απάντηση:

ή
Δύο αέρια με διαφορετική ατομικότητα