Решение 2765. В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится ацетон () при температуре кипения t = 56 °С. В результате сообщения ацетону некоторого количества теплоты часть его превращается в пар, который

Задание 30. В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится ацетон () при температуре кипения t = 56 °С. В результате сообщения ацетону некоторого количества теплоты часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу, поднимая поршень. Удельная теплота парообразования ацетона Дж/кг, а его молярная масса кг/моль. Какая часть подводимого к ацетону количества теплоты превращается в работу? Объёмом жидкого ацетона и трением между поршнем и цилиндром пренебречь.

Решение.

1. В соответствии с первым началом термодинамики подводимое количество теплоты равно сумме изменения внутренней энергии системы и совершённой механической работы: Q = ΔU + А. При кипении ацетона происходит его изобарное расширение. Работа пара А = pΔV , где р — атмосферное давление, ΔV — изменение объёма.

2. Считая пар идеальными газом, воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона для определения изменения объёма за счёт испарившегося ацетона массой Δm: , где М = кг/моль — молярная ацетона бензола, Т = 56 + 273 = 329 К — температура кипения ацетона. Отсюда

3. Количество теплоты Q, необходимое для испарения массы Δm бензола, пропорционально удельной теплоте парообразования Q = ΔmL.

4. Искомая величина определяется отношением

Ответ: 0,09.

Научись программировать на Python бесплатно!

Другие задания: