Дано:
Плотность двухатомного газа при нормальных условиях: ρ = 1.43 кг/м³
Найти:
Удельную теплоемкость при постоянном давлении (Cp)
Решение:
Удельная теплоемкость при постоянном давлении (Cp) для двухатомного газа может быть вычислена с использованием уравнения состояния идеального газа, а также уравнения для плотности.
Сначала найдем молярную массу газа, используя плотность:
Молярная масса (M) = molar volume * density
M = 22.4 * ρ,
где molar volume равен 22.4 л/моль для любого газа при нормальных условиях.
Молярная масса двухатомного газа оценивается примерно как 2 раза молярная масса водорода, то есть около 2 * 2 г/моль.
Теперь используя уравнение состояния идеального газа PV = nRT, где n - количество вещества газа, можно найти удельную теплоемкость при постоянном давлении (Cp):
Cp = (f/2 + 1)R,
где f - степень свободы молекулы газа, R - универсальная газовая постоянная.
Для двухатомного газа, степень свободы f = 5 (3 для трансляционных движений и 2 для вращательных движений). Универсальная газовая постоянная R = 8.314 Дж/(моль*K).
Подставим значения и рассчитаем Cp:
Cp = (5/2 + 1) * 8.314
Cp ≈ 29.14 Дж/(моль*K).
Ответ:
Удельная теплоемкость при постоянном давлении для рассматриваемого двухатомного газа примерно равна 29.14 Дж/(моль*K).