Термодинамика, технический университет. Какое количество теплот�

Термодинамика, технический университет. Какое количество теплоты, кДж, необходимо подвести к азоту, заключенному в сосуде объемом 37 дм3 при р= 18,9 бар и t1= 121 °С, чтобы поднять его температуру до t2= 411 °С? При решении воспользоваться таблицей 1. Ответ представить с точностью до десятых.

Для решения данной задачи воспользуемся формулой для расчета количества теплоты, необходимого для изменения температуры газа:

Q = m c ΔT,

где Q - количество теплоты (в кДж), m - масса газа (в кг), c - удельная теплоемкость газа (в кДж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры (в °C).

Для начала найдем массу газа:

V = m / ρ,

где V - объем газа (в м3), ρ - плотность газа (в кг/м3).

Плотность газа можно найти по уравнению состояния идеального газа:

ρ = p / (R * T),

где p - давление газа (в Па), R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К)), T - температура газа (в К).

Переведем данные в СИ:

V = 37 дм3 = 0,037 м3, p = 18,9 бар = 18,9 * 10^5 Па, t1 = 121 °C = 121 + 273,15 К = 394,15 К, t2 = 411 °C = 411 + 273,15 К = 684,15 К.

Теперь можем найти плотность газа:

ρ = (18,9 10^5 Па) / (8,314 Дж/(мольК) * 394,15 К) ≈ 57,6 кг/м3.

Найдем массу газа:

m = V ρ = 0,037 м3 57,6 кг/м3 ≈ 2,1312 кг.

Теперь найдем изменение температуры:

ΔT = t2 - t1 = 684,15 К - 394,15 К = 290 К.

Осталось найти удельную теплоемкость газа. Для этого воспользуемся таблицей 1. По таблице 1 для азота при температуре 400 °C (или 673,15 К) удельная теплоемкость составляет около 1,04 кДж/(кг*°C).

Теперь можем найти количество теплоты:

Q = m c ΔT = 2,1312 кг 1,04 кДж/(кг°C) * 290 К ≈ 638,6 кДж.

Ответ: количество теплоты, необходимое для поднятия температуры азота до 411 °C, составляет около 638,6 кДж.