1) Вычислить изменение внутренней энергии, совершенную работу и количество теплоты, сообщенное 500 г аргона при изобарном нагревании на 160 К.
2) Kакое усилие необходимо для отрыва тонкого кольца массой 4г диаметром 8 см от поверхности глицерина? Коэффициент поверхностного натяжения глицерина 0,06 Н/м.
Изначально нам дано, что масса аргона равна 500 г, а изменение температуры составляет 160 К. Нам также известно, что аргона находится под изобарным нагреванием, что означает, что давление системы остается постоянным.
Для начала, мы должны рассчитать совершенную работу. Для этого мы используем следующую формулу:
работа = давление * объем
Так как давление системы остается постоянным, мы можем использовать формулу:
работа = константа * (конечный объем - начальный объем)
Так как нам известна масса аргона, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для нахождения объема:
PV = nRT
где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Мы можем представить идеальный газ аргона как моль, и тогда количество вещества будет равно:
n = масса / молярная масса
Молярная масса аргона равна 40 г/моль.
Таким образом, мы можем выразить объем V начального состояния:
V начальное = (масса начальная / молярная масса) * (RT начальное / P начальное)
Аналогично, мы можем выразить объем V конечного состояния:
V конечное = (масса конечная / молярная масса) * (RT конечное / P конечное)
Теперь мы можем рассчитать начальный и конечный объемы.
Зная начальный и конечный объемы, мы можем рассчитать совершенную работу:
работа = константа * (V конечное - V начальное)
Теперь мы можем рассчитать изменение внутренней энергии, используя следующую формулу:
изменение внутренней энергии = работа + количество теплоты
Так как система находится под изобарным нагреванием, количество теплоты можно рассчитать с помощью следующей формулы:
количество теплоты = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры
Удельная теплоемкость аргона равна 0,52 кДж/(кг*К).
Теперь у нас есть все необходимые значения, чтобы решить задачу.
2) Для решения этого вопроса мы будем использовать закон поверхностного натяжения, который гласит, что усилие, необходимое для отрыва тонкого кольца, равно произведению коэффициента поверхностного натяжения на длину контура кольца.
У нас дано, что масса кольца равна 4 г, а диаметр кольца равен 8 см. Мы также знаем, что коэффициент поверхностного натяжения глицерина равен 0,06 Н/м.
Для начала, мы должны рассчитать длину контура кольца. Для кольца диаметром 8 см, длина контура равна:
длина контура = π * диаметр
Теперь, мы можем рассчитать усилие, используя следующую формулу:
усилие = коэффициент поверхностного натяжения * длина контура
Таким образом, мы можем вычислить необходимое усилие для отрыва кольца от поверхности глицерина.