Fizika, hőtan első főtételéhez feladat?
Egy függőleges, alul zárt hengerben elhanyagolható tömegű, súrlódásmentesen mozgó dugattyú található. A dugattyú által bezárt hélium térfogata 2 dm^2, hőmérséklete 27 C. A héliumot melegíteni kezdjük, amely kitágulva 300 J munkát végez. A külső légnyomás 10^5 Pa, a hélium fajhője állandó térfogaton 3200 J/(kg×K).
a) Milyen hőmérsékletre melegítettük a héliumot?
b) Mennyi hőt kellett ehhez közölni?
V₁ = 2 dm³
T₁ = 27 °C = 300 K
Ha mozgó dugattyú van a hengerben, akkor a belső és külső nyomás mindig azonos.
Ha emelkedik a dugattyú, akkor a gáz végez munkát (felemeli a dugattyút).
A végzett munka p·ΔV
p = 10⁵ Pa
ΔV = 300 J / 10⁵ Pa = 3·10⁻³ m³ = 3 dm³
Vagyis 5 dm³-re tágult ki.
Állandó nyomás esetén V/T állandó:
2 dm³ / 300 K = 5 dm³ / T₂
T₂ = 300K·5/2 = 750 K
Ez a válasz az a) kérdésre (illetve váltsd át Celsiusra)
b)
ΔU = Q + W
Mivel a gáz végez munkát, ezért most a munka negatív:
ΔU = Q - 300 J
Q = ΔU + 300 J
A fajhő definíciója szerint ΔU = C_v · ΔT
Az állandó térfogaton mért fajhő meg van adva: C_v = 3200 J/(kgK)
A befejezést rád bízom, ugye menni fog?
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2025, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!