skan0096

Zadania    99

3a:10. Do 1000 g wody o temperaturze 300 K wrzucono kostkę żelaza o masie 250 g i temperaturze 400 K. Obliczyć temperaturę końcową układu oraz wymienione między żelazem i wodą ciepło, jeżeli średnie ciepła właściwe wody i żelaza wynoszą, odpowiednio, 4,184 i 0,4517 J • g^-1 • K^-1. Jakie poczyniono założenia? Odp. r_e = 302,6 K; Q = 11,00 kJ.

3a:ll. Obliczyć ilość ciepła potrzebną na ogrzanie 1000 g Pb od 10°C do 40°C. Średnie ciepło właściwe ołowiu w tym zakresie temperatur wynosi 0,1280 J - g-¹ • K^-1. Odp. 3,84 kJ.

3a:12. 15 dm³ jednoatomowego gazu doskonałego w 298,15 K i pod ciśnieniem 1 bar, ogrzano do 600 K w stałej objętości. Jakie było końcowe ciśnienie gazu i jaką ilość ciepła zużyto do jego ogrzania? Obliczyć ilość ciepła potrzebną do ogrzania gazu do tej samej temperatury, ale pod stałym ciśnieniem.

Odp./? = 2,01 bar; Qy = 2,28 kJ; Q_p = 3,80 kJ.

3a:13. Do kalorymetru zawierającego 95 g wody w 20°C dodano 71 g H₂0 o t = 50°C. a) Obliczyć temperaturę równowagi przy zaniedbaniu pojemności cieplnej naczynia, b) Temperatura równowagi wynosi 31,3°C. Ile wynosi wartość wodna kalorymetru? c) Ten sam kalorymetr zawiera 100 g wody w 15^CC. Zanurzono w nim kawałek metalu o masie 25 g i temperaturze 95°C. Ustaliła się temperatura równowagi 16,7°C. Obliczyć ciepło właściwe tego metalu. Przyjąć, że ciepło właściwe wody wynosi 4,184 J • g^-1 • K^-1. Jakie poczyniono założenia? Odp. a) 32,8°C; b) 94,1 J ■ K^-1; c) 0,445 J • g^-1 • K^-1.

3a:14. Obliczyć ilość ciepła potrzebną na izobaryczne przeprowadzenie 10gloduo? = -10°C w parę wodnąo/= 100°C. AH° parowania wody w 100°C wynosi 40,60 kJ • mol^-1, AH° topnienia lodu w 0°C jest równe 6,15 kJ ■ mol^-1. Założyć stałość ciepeł właściwych lodu (2 J ■ g^-1 • K^-1) i wody (4,18 J • g^-1 • K^-1).

Odp. 30,33 kJ.

3a:15. Pojemność cieplną pary wodnej pod stałym ciśnieniem określa równanie

C_p = 28,83 + 13,74 • 10^-3 T- 1,435 • 10^-6 T² [J • K^-1 • mol"¹].

Ile ciepła wydzieli się podczas ochładzania 90 g pary wodnej od 320°C do 100°C pod ciśnieniem 1 atm? Odp. AH = -38,61 kJ.

3a:16. Przyjmując tlen i azot za gazy doskonałe, obliczyć Q, W, AU i AH w procesie ogrzewania 1 kg: a) tlenu, b) azotu w stałej objętości od temperatury 25°C do temperatury 250°C. Zależność ciepła molowego tlenu i azotu od temperatury ma postać (J • K^-1 • mol^-1)

0₂ C_p = 25,72 + 12,98 • lO^T-38,6- 10^-7T²,

N₂ C_p = 27,30 + 5,23 • 10^-3 T- 0,04 • 10^-7 T².

Odp. a) Q = 155,2 kJ; b)Q = 169,7 kJ.