1 mólnyi normál állapotú ideális gáz mennyi munkát végez a külső légnyomással szemben, ha izobár állapotváltozás során 27°C-kal növeljük a hőmérsékletét!? Normál állapot : p=10az5. -en Pa, V=22,41 dm3, T=273K

izobár= állandó nyomáson.

pl. képzeld el, hogy ez az ideális gáz egy lufiban van, amit felmelegítünk egy titkos laborban (és nem egy emelkedő repülőn). mi történik?

a lufi kitágul.

a lufi belső energiája megváltozott.

(mikor változik meg a lufi belső energiája? ha hőt közlünk vele vagy ha munkát végzünk rajta).

a lufi ideges, mert megnőtt a belső energiája. most nagyobb neki, mint a előbb volt, és az entrópia törvénye szerint, minden rendszer arra törekszik, hogy minél alacsonyabb energiaállapotban legyen.

ezért mit csinál?

le akarja adni az energiát. kétféleképpen teheti:

-felmelegíti a környezetét

-munkát végez rajta (nyomást gyakorol)

(mivel az a kérdés, hogy "mennyi munkát végez" a gáz, ezért felteszem, hogy egy lufiban van és nem egy dunsztosüvegben)

szóval a lufi munkát végez a környezetén, és nyomást gyakorol kifelé, ennek következtében kitágul.

most meg kéne keresned azt a termodinamikai törvényt, ami állandó nyomáson vonatkozik az ideális gázokra.

ezt itt végignézed:

[link]

.

.

.

és megtalálod, hogy ez az:

W = n*R*(Delt)T

ahol az R az egyetemes gázállandó: 8,314 J/(K*mól)

a 27°C a (delta)T ezt váltsd át kelvinbe (273+27),

az n pedig 1 mól

a munkát J-ban fogod megkapni

javítás: a 27 fok változást nem kell átváltani. XD

jól van, régen volt már. akkor kéne átváltani, ha adott hőmérséklettel számolnál, tehát:

0°C -> 27°C (delta)T = 27°C

273K -> 300K (delta)T = 27K

szóval számolj 27 kelvinnel :)

W=p\Delta T=p(V_2-V_1).

Mivel \frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}, ezért V_2=V_1\frac{T_2}{T_1}, behelyettesítve W=pV_1\left(\frac{T_2}{T_1}-1\right).

Eredmény: W=221,637J