Дано: V = 28 л, ΔT = 47 °C, массы аргона и азота одинаковы.
Найти: Q
Решение:
1. Найдем массу аргона и азота в закрытом сосуде.
Так как массы аргона и азота равны, обозначим их как m.
Так как аргона и азота одинаковое количество, их массы равны массе аргона при нормальных условиях.
Масса аргонa при нормальных условиях: m(Ar) = 22,4 л * ρ(Ar) = 22,4 л * 1,784 г/л = 39,9 г
Масса азота при нормальных условиях: m(N2) = 28 л * ρ(N2) = 28 л * 1,25 г/л = 35 г
Таким образом, масса азота и аргона в сосуде: m = 39,9 г + 35 г = 74,9 г
2. Найдем количество тепла, необходимое для нагрева газовой смеси.
Q = m * c * ΔT, где c - удельная теплоемкость смеси газов.
Удельная теплоемкость смеси газов рассчитывается как среднее арифметическое удельных теплоемкостей аргона и азота:
c = (c(Ar) + c(N2)) / 2
Удельная теплоемкость аргона при постоянном давлении - c(Ar) = 0,520 кДж/(кг·°C)
Удельная теплоемкость азота при постоянном давлении - c(N2) = 1,039 кДж/(кг·°C)
c = (0,520 + 1,039) / 2 = 0,779 кДж/(кг·°C)
Подставляем значения в формулу:
Q = 74,9 г * 0,779 кДж/(кг·°C) * 47 °C = 103 Дж
Ответ: Q = 103 Дж.