Расчеты, связанные с вычислением внутренней энергии испарения вещества

 

Задача 29.
Найти изменение внутренней энергии испарения 12 г ацетона при температуре его кипения, если удельная теплота парообразования ацетона 450,2 Дж/г, удельный объем пара 600 см3/г (объемом жидкости пренебреч). Давление - 101325 Па.
Решение:
Согласно первому закону термодинамики:

∆U = Q - A.

Вычислим теплоту процесса (Q) с учетом массы вещества, получим:

Q = 12 . 450,2 = 5402,4 Дж.
A = P∆V = P(V2 - V1), где
V2 - объем пара, V1 - объем жидкости.
V2 = 600 см3/г = 0,6 . 10-3 см3/г.

Тогда работа (А) процесса:

А = 101325 Па . (0,6 .10-3 см3/г) = 60,795 Дж/г.

С учетом массы вещества:

А = 12 . 60,795 = 729,54 Дж.

Теперь рассчитаем изменение внутренней энергии процесса, получим:

∆U = 5402,4 - 729,54 = 4672,86 Дж.

Ответ: ∆U = 4672,86 Дж.
 


Задача 30.
Найти изменение внутренней энергии при испарении 20 г этилового спирта при температуре его кипения, если удельная теплота парообразования спирта 858,95 Дж/г, удельный объем пара 607 см3/г (объемом жидкости пренебреч). Давление - 101325 Па.
Решение:
Согласно первому закону термодинамики:

∆U = Q - A.

Вычислим теплоту процесса с учетом массы вещества, получим:

Q = 20 858,95 = 17179 Дж;
A = P∆V = P(V2 - V1), где
V2 - объем пара, V1 - объем жидкости.
V2 = 607 см3/г = 0,607 . 10-3 см3/г.

Тогда работа процесса:

А = 101325 Па . (0,607 .10-3 см3/г) = 61,504 Дж/г.

С учетом массы вещества:

А = 20 . 61,504 = 1230,085 Дж.

Теперь рассчитаем изменение внутренней энергии процесса, получим:

∆U = 17179 - 1230,085 = 15948,915 Дж.

Ответ: dU = 15948,915 Дж.
 


Задача 31.
Найти изменение внутренней энергии при испарении 40 г воды при температуре её кипения, если удельная теплота парообразования воды 1260 Дж/г, удельный объем пара 1675 см3/г (объемом жидкости пренебреч). Давление - 101033 Па.
Решение:
Согласно первому закону термодинамики:

∆U = Q - A.

Вычислим теплоту процесса с учетом массы вещества, получим:

Q = 40 . 2260 = 90400 Дж;
A = P∆V = P(V2 - V1), где
V2 - объем пара, V1 - объем жидкости.
V2 = 1675 см3/г = 1,675 . 10-3 см3/г.

Тогда работа процесса:

А = 101033 Па . (1,675 . 10-3 см3/г) = 169,23 Дж/г.

С учетом массы вещества:

А = 40 . 169,23 = 6769,2 Дж.

Теперь рассчитаем изменение внутренней энергии процесса, получим:

∆U = 90400 - 6769,2 = 83630,8 Дж.

Ответ: ∆U = 83630,8 Дж.