Вопрос №10 к случаю за 11 год: вопрос из физической химии
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем ForrestWong 16.07.2016 в 18:02. В контейнере объемом 0,35 м³ царит вакуум под давлением 0,1 кПа. При быстром открытии клапана на корпусе контейнера воздух из атмосферы попадает внутрь, в результате чего давление внутри контейнера становится равным атмосферному давлению. В процессе вдоха температура внутри баллона постоянно сохраняется на уровне 25°C, что соответствует температуре атмосферы. Из табличных данных для воздуха (диаграммы температуры и энтальпии) следует, что при начальных условиях температуры 25°C и давлении 0,1 кПа внутренняя энергия воздуха составляет 220 кДж/кг ； При состоянии прекращения процесса при температуре 25°C и давлении 101,325 кПа энтальпия воздуха составляет 300 кДж/кг; молярная масса воздуха — 28,97. В процессе всасывания воздуха, какова величина количества тепла, выделяемого системой в окружающую среду (в кДж)? Совет: 1. Процесс вдыхания воздуха является мгновенным динамическим процессом; его можно рассматривать как процесс, происходящий при изотермических и изентропических условиях для газа ； 2. Качество воздуха в пустой банке считается равным нулю. (A) 33 (B) 91 (C) 124 (D) 395Решение: Рассматриваем вдыхаемый газ как систему. Газ проходит два этапа: вдыхание и расширение.
Первый этап: изотермический и адиабатический процесс, следовательно Q1 = 0.
Второй этап (начальное и конечное состояния одинаковы): △U = 0, следовательно Q2 = W. Также △H2 = 0; значит, W = △(PV) = H – U = 300 – 220 = 80 кДж/кг.
Известно, что V = 0,35 м³; P = 101,325; T = 298; M = 28,97. Формула PV = RT·m/M позволяет вычислить массу газа: m = 0,4146 кг.
Следовательно, Q = Q1 + Q2 = -W = -0,4146 × 80 = -33,168 кДж.
Как же получается значение W = △(PV) = H – U? ？ ？ Спасибо
Мой способ решения таков: поскольку речь идет о системе с открытыми границами, применяется первый закон термодинамики для стационарных систем, δh = q + w. Поскольку система не выполняет рабочую деятельность, δh = q = h2 – h1 = h2 – u1 = 80. Q = Q1 + Q2 = Q2 = m·q = p·v/(r·t)·M·q = 33,176 кДж
На самом деле это задача из химической термодинамики, её нужно решать с помощью универсализованного уравнения Хунга! Не знаю, отправилась ли моя фотография! Написано, наверное, довольно понятно!
Не могу загрузить изображение! В общем, формула выглядит так: d[m(U+u²/2+gZ)] = Σ(H+u²/2+gZ)δm + δQ + δW – pdV (не знаю, удастся ли отобразить столько греческих букв). Это не уравнение для устойчивого потока, поэтому используются дифференциальные формулы. При отсутствии работы осей, работы, связанной с изменением объема, и изменения кинетической энергии имеем: m(конец)U(конец) – m(начало)U(начало) = m(входящий поток)H(входящий поток) – m(исходящий поток)H(исходящий поток) + Q. Согласно условию задачи, m(начало) = 0, m(исходящий поток) = 0, m(конец) = m(входящий поток). Упрощая получаем: mU(конец) = mH(входящий поток) + Q. Значение Q, отрицательное по значению, означает, что система излучает тепло!
Парень, привет. Не вижу. Пожалуйста, отправь фото снова. Спасибо.
Не могу отправить! Просто написали процесс прямо! Теперь понятно, да? Все остальные способы тоже дают ответ! Но если рассматривать подробно, всё это неверно!
Откуда взялась эта формула? Пожалуйста, опишите процесс её вывода. Я не могу понять первый шаг. Благодарю вас