Задачи на внутреннюю энергию с решениями

Выращивание

Ягоды красной смородины

Есть несколько других подобных видов родной в Европа, Азия и Северная Америка, также со съедобными фруктами. К ним относятся Ribes spicatum (Северная Европа и Северная Азия), Рибес альпинум (Северная Европа), R. schlechtendalii (Северо-Восточная Европа), R. multiflorum (Юго-Восточная Европа), R. petraeum (Юго-Западная Европа) и Р. Тристе (Северная Америка; от Ньюфаундленда до Аляски и на юг в горах).

Пока Ribes rubrum и Р. нигрум родом из Северной и Восточной Европы, крупноплодные сорта красной смородины были впервые произведены в Бельгия и северный Франция в 17 веке. В наше время было выбрано множество сортов; некоторые из них сбежали из садов и могут быть найдены в дикой природе по всей Европе и до Азии.

В белая смородина также является сортом Ribes rubrum. Хотя он более сладкий и альбинос вариант красной смородины, а не отдельный ботанический вид, он иногда продается под такими названиями, как Ribes sativum или Рибес сильвестр, или продается как другой фрукт.

Крупный план цветка

Кусты смородины предпочитают частичный или полный солнечный свет и могут расти на большинстве типов почв. Это растения, не требующие особого ухода, и их также можно использовать в качестве украшения.

Сорта

Много красной и белой смородины сорта доступны для домашнего выращивания от специализированных производителей. Следующие получили Королевское садоводческое общество С Награда за заслуги перед садом:-

• ‘Jonkheer van Tets’
• «Красное озеро»
• «Станца»
• «Белый виноград» (белая смородина)

Кулинарное использование

Плодоносящий куст красной смородины возле заброшенного дома в полупустой деревне в г. Ярославская область, Россия на 59 градусе северной широты

По мере созревания терпкий вкус плодов красной смородины немного усиливается, чем их черная смородина относительный, но с такой же примерной сладостью. Белоплодный вариант красной смородины, часто называемый белой смородиной, имеет такой же терпкий вкус, но с большей сладостью. Хотя его часто выращивают для приготовления джемов и приготовленных блюд, как и белую смородину, его часто подают в сыром виде или в качестве простого дополнения к салатам, гарнирам или напиткам в сезон.

Черенки красной смородины

В Великобритании варенье из красной смородины приправа часто подается с ягненок, мясо дичи, в том числе оленина, индейка и гусь в праздничном или Воскресное жаркое. По сути, это варенье и делается таким же образом, добавляя красную смородину к сахару, кипятя и процеживая.

Во Франции очень разреженные и сделанные вручную Bar-le-duc или «Желе Лотарингии» представляет собой намазываемый препарат, который традиционно готовят из белой или красной смородины. Шипы снимаются вручную, первоначально монахи, с гусиным пером, перед приготовлением.

В Скандинавии и Шлезвиг-Гольштейн, он часто используется в и летние пудинги (Rødgrød, rote grütze или rode grütt). В Германии он также используется в сочетании с заварной крем или безе в качестве начинки для торта.

В Линц, австрия, это наиболее часто используемый наполнитель для Linzer torte. Его можно употреблять в свежем виде без добавления сахара.

В немецкоязычных регионах сироп или нектар, полученный из красной смородины, добавляют в газированную воду и употребляют как освежающий напиток под названием Johannisbeerschorle. Он назван так потому, что красная смородина (Johannisbeeren, «Ягода Джона» на немецком), как говорят, созревают первыми , также известный как , 24 июня.

В Россия красная смородина повсеместно используется в джемах, варенье, компотах и ​​десертах. Из него также делают кисель или Кисель ‘(сладкий полезный напиток). Смешанный со свежими ягодами или фруктами (такими как красная смородина, вишня, клюква, яблоки). Листья широко используются в традиционной медицине, например, в настой с черный чай. Также растения выращивали на русском языке. монастырские сады в 11 веке.

Вопросы на тему «Внутренняя энергия тела»

Вопрос 1. Что такое внутренняя энергия?

Ответ. Для начала, внутренняя энергия чего? Бутылки с пивом, воздуха в шарике, тазика с водой? Все макроскопические тела обладают энергией, заключенной внутри них: атомы твердого тела колеблются в кристаллической решетке около положений равновесия, молекулы газа находятся в постоянном хаотическом движении и т.д.

По определению:

Для идеального газа с числом степеней свободы i внутренняя энергия вычисляется по формуле:

Вопрос 2. От чего зависит внутренняя энергия идеального газа?

Ответ. Эта величина не зависит от объёма и определяется только температурой.

Вопрос 3. Как изменяется внутренняя энергия тела?

Ответ. Если тело совершает работу, его внутренняя энергия уменьшается. Например, газ передвигает поршень. Если же работа совершается над телом, то внутренняя энергия увеличивается.

Вопрос 4. Что такое функция состояния?

Ответ. Функция состояния – это один из параметров, которым можно описать термодинамическую систему. Функция состояния не зависит от того, как система пришла в то или иное состояние, а определяется несколькими переменными состояния.
Внутренняя энергия – это функция состояния термодинамической системы. В общем случае она зависит от температуры и объёма. 

Вопрос 5. Можно ли изменить внутреннюю энергию тела, не совершая над ним работы?

Ответ. Да, еще один способ изменения внутренней энергии – теплопередача. В процессе теплопередачи внутренняя энергия тел изменяется.

Расчет количества теплоты, затраченного на нагревание двух тел

В железный котелок массой $4 \space кг$ налили воду массой $10 \space кг$ (рисунок 1). Их температура $25 \degree C$. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы нагреть котелок и воду до температуры $100 \degree C$?

Рисунок 1. Нагревание воды в котелке.

Обратите внимание, что нагреваться будут сразу два тела: и котелок, и вода в нем. Между постоянно будет происходить теплообмен

Поэтому их температуры мы можем считать одинаковыми. 

Отметим, что массы котелка и воды различные. Также они имеют различные теплоемкости. Значит, полученные ими количества теплоты будет различными.

Теперь мы можем записать условие задачи и решить ее.

Дано:$m_1 = 4 \space кг$$c_1 = 460 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$$m_2 = 10 \space кг$$c_2 = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$$t_1 = 25 \degree C$$t_2 = 100 \degree C$

Q-?

Посмотреть решение и ответ

Скрыть

Решение:

Для расчета полученного количества теплоты используем формулу $Q = cm(t_2 — t_1)$.

Запишем эту формулу для количества теплоты, полученного котелком:$Q_1 = c_1m_1(t_2 — t_1)$.

Рассчитаем это количество теплоты:$Q_1 = 460 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C} \cdot 4 \space кг \cdot (100 \degree C — 25 \degree C) = 1840 \frac{Дж}{\degree C} \cdot 75 \degree C = 138 000 \space Дж = 138 \space кДж$.

Количество теплоты, полученное водой при нагревании будет равно:$Q_2 = c_2m_2(t_2 — t_1)$.

Подставим численные значения и рассчитаем:$Q_2 = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C} \cdot 10 \space кг \cdot (100 \degree C — 25 \degree C) = 42000 \frac{Дж}{\degree C} \cdot 75 \degree C = 3 150 000 \space Дж = 3150 \space кДж$.

Общее количество теплоты, затраченное на нагревание котелка и воды:$Q = Q_1 +Q_2$,$Q = 138 \space кДж + 3150 \space кДж = 3288 \space кДж$.

Ответ: $Q = 3288 \space кДж$.

Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца

Подробности Работа тока — это работа электрического поля по переносу электрических зарядов вдоль проводника; Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого работа совершалась.

Применяя формулу закона Ома для участка цепи, можно записать несколько вариантов формулы для расчета работы тока:

По закону сохранения энергии:

работа равна изменению энергии участка цепи, поэтому выделяемая проводником энергия равна работе тока.

В системе СИ:

ЗАКОН ДЖОУЛЯ -ЛЕНЦА

При прохождениии тока по проводнику проводник нагревается, и происходит теплообмен с окружающей средой, т.е. проводник отдает теплоту окружающим его телам

Количество теплоты, выделяемое проводником с током в окружающую среду, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

По закону сохранения энергии количество теплоты, выделяемое проводником численно равно работе, которую совершает протекающий по проводнику ток за это же время.

В системе СИ:

= 1 Дж

МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

— отношение работы тока за время t к этому интервалу времени.

В системе СИ:

Следующая страница «Электрический ток в металлах. Сверхпроводимость»

Назад в раздел «10-11 класс»

Электростатика и законы постоянного тока — Класс!ная физика

Электрический заряд. Электризация. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Единица электрического заряда — Близкодействие и дальнодействие. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии электрического поля — Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков — Потенциальная энергия тела в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов. Связь между напряженностью электростатического поля и разхностью потенциалов — Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора — Электрический ток. Сила тока. Условия, необходимые для существования электрического тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление — Работа и мощность тока

Кратные и дольные единицы

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI

), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы джоуля образуются с помощью стандартных приставок СИ. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в тех же приставок.

Кратные	Дольные
величина	название	обозначение	величина	название	обозначение
101 Дж	декаджоуль	даДж	daJ	10−1 Дж	дециджоуль	дДж	dJ
102 Дж	гектоджоуль	гДж	hJ	10−2 Дж	сантиджоуль	сДж	cJ
103 Дж	килоджоуль	кДж	kJ	10−3 Дж	миллиджоуль	мДж	mJ
106 Дж	мегаджоуль	МДж	MJ	10−6 Дж	микроджоуль	мкДж	µJ
109 Дж	гигаджоуль	ГДж	GJ	10−9 Дж	наноджоуль	нДж	nJ
1012 Дж	тераджоуль	ТДж	TJ	10−12 Дж	пикоджоуль	пДж	pJ
1015 Дж	петаджоуль	ПДж	PJ	10−15 Дж	фемтоджоуль	фДж	fJ
1018 Дж	эксаджоуль	ЭДж	EJ	10−18 Дж	аттоджоуль	аДж	aJ
1021 Дж	зеттаджоуль	ЗДж	ZJ	10−21 Дж	зептоджоуль	зДж	zJ
1024 Дж	иоттаджоуль	ИДж	YJ	10−24 Дж	иоктоджоуль	иДж	yJ
применять не рекомендуется

Что такое калория

Калория была введена еще в 1772 году шведским физиком-экспериментатором Иоганном Вильке в качестве единицы измерения теплоты. В настоящее время единица, кратная калории — гигакалория (Гкал), активно применяется в таких сферах жизнедеятельности, как коммунальное хозяйство, системы отопления и теплоэнергетика. Также используется ее производная — гигакалория в час (Гкал/ч), характеризующая скорость тепловыделения или теплопоглощения тем или иным оборудованием. Попробуем теперь рассчитать, чему равна одна калория.

Еще в школе на уроках физики нас учили, что для нагрева любого вещества ему необходимо сообщить определенное количество теплоты. Была даже такая формула Q=c*m*∆t, где Q означает неизвестное количество теплоты, m — массу нагреваемого вещества, c — удельную теплоемкость этого вещества, а ∆t — разность температур, на которую нагревают вещество. Так вот, калорией называют внесистемную единицу количества теплоты, определяемую как «количество теплоты, затрачиваемое на нагревание 1 грамма воды на 1 градус Цельсия при атмосферном давлении 101325 Па».

Поскольку теплота измеряется в джоулях, то используя вышеприведенную формулу, мы узнаем, чему равна 1 калория (кал) в джоулях. Для этого возьмем из справочника по физике значение удельной теплоемкости воды при нормальных условиях (атмосферное давление р=101325 Па, температура t=20°C): с=4183 Дж/(кг*°С). Тогда одна калория будет равна:

1 кал=4183 [Дж/(кг*°С)]*0,001 кг*1°С=4,183 Дж.

Однако величина калории зависит от температуры нагревания, поэтому ее значение не постоянно. Для практических же целей используется так называемая калория международная или просто калория, которая равна 4,1868 Дж.

Памятка 1

• 1 кал=4,1868 Дж, 1 ккал=1000 кал, 1 Гкал=1 млрд кал=4186800000 Дж=4186,8 МДж;
• 1 Дж=0,2388 кал, 1 МДж=1 млн. Дж=238845,8966 кал=238,8459 ккал;
• 1 Гкал/ч=277777,7778 кал/с=277,7778 ккал/с=1163000 Дж/с=1,163 МДж/с.

Питание и фитохимические вещества

Смородина красная и белая, сырая

Пищевая ценность на 100 г (3,5 унции)
Энергия	234 кДж (56 ккал)
	13,8 г
Сахара	7,37 г
Пищевые волокна	4,3 г
	0,2 г
	1,4 г
Витамины	Количество % DV†
Тиамин (B1)	3% 0,04 мг
Рибофлавин (B2)	4% 0,05 мг
Ниацин (B3)	1% 0,1 мг
Пантотеновая кислота (B5)	1% 0,064 мг
Витамин B6	5% 0,07 мг
Фолиевая кислота (B9)	2% 8 мкг
Холин	2% 7,6 мг
Витамин С	49% 41 мг
Витамин Е	1% 0,1 мг
Витамин К	10% 11 мкг
Минералы	Количество % DV†
	3% 33 мг
Утюг	8% 1 мг
Магний	4% 13 мг
	9% 0,186 мг
	6% 44 мг
Калий	6% 275 мг
Натрий	0% 1 мг
	2% 0,23 мг
Единицы мкг = микрограммы • мг = миллиграммы IU = Международные единицы
†Проценты приблизительно рассчитываются с использованием Рекомендации США для взрослых.

В 100-граммовой (31⁄₂-унс) эталонная порция, красная смородина (или белая) обеспечивают 234 килоджоулей (56 килокалорий) пищевая энергия и являются богатым источником Витамин С, обеспечивая 49% Дневная стоимость (ДВ, таблица). Витамин К единственный другой необходимое питательное вещество в значительном содержании при 10% ДВ (таблица).

Фитохимические вещества

Плоды красной смородины известны своим терпким вкусом, характерным для которого является относительно высокое содержание органические кислоты и смешанный полифенолы. До 65 различных фенольных соединений могут способствовать вяжущим свойствам красной смородины, причем их содержание увеличивается в течение последнего месяца созревания. Двадцать пять отдельных полифенолов и другие азот -содержащие фитохимические вещества в соке красной смородины были выделены специально с вяжущим вкусом, ощущаемым на языке человека.

Мощность пневматического пистолета, равная 7,5 Дж — разрешенная граница

Многих интересуют модели с таким показателем дульной энергии – их и оформлять не нужно, и сила выстрела у них внушительная. Заметим, что часто добиться увеличения мощности можно с помощью небольшого апгрейда (проще всего это сделать с пневматами, имеющими обозначение F, так как производитель изначально заложил в них больше возможностей). Кроме того, мощность семь с половиной джоуля имеет оружие, стреляющее патронами флобера, которое в Украине продается свободно, но в России запрещено. Далее будем говорить о пистолетах, дульная энергия которых максимально приближена к разрешенной границе. Представляем несколько популярных моделей.

Аникс А-3000 LB Скиф

Пневматический пистолет Аникс А-3000 LB Скиф

Пневматический газобаллонный пистолет калибра четыре с половиной миллиметра, производящийся российской , имеет достаточно длинный ствол, являющийся имитатором глушителя. Это положительным образом сказывается на дульной энергии (указывается ее значение до 7,5 джоуля). Его корпус выполнен из качественного стеклопластика (от фирмы Дюпон). Предохранитель, курок, прицел и затвор – металлические. Ствол подвижен, имеет 6 прямоугольных нарезов и длину 11,65 см. Масса изделия – 785 г (без магазина).

Применяется предохранитель флажкового типа, УСМ – двойного действия.

Пистолет ИЖ МР-651-09 К

Пневматический пистолет ИЖ МР-651К

Это изделие калибра четыре с половиной миллиметра от знаменитой компании из Ижевска являет собой весьма интересный экземпляр. Ведь благодаря модульной конструкции он может превратиться и в пистолет-пулемет, и в винтовку с коротким прикладом, и в пистолет с эргономичным дизайном. Корпус – литой, выполнен из алюминиевого сплава. Рукоятка, магазин и планка прицела – пластиковые, но весьма прочные. Ствол стальной, длиной 14,8 см. Вес устройства – от 0,7 до 1,5 кг (в зависимости от сборки).

Стрельба идет на энергии баллончика с СО2 (8 или 12 г). Можно стрелять шариками 4,5 мм (отметим, что их в магазин поместится целых 23 штуки) или пулями до 7 мм длиной (которых в магазине будет 8 штук). Для этого в комплекте идут два разных магазина. Скорость летящего заряда – 120 метров в секунду. Дульная энергия заявлена до 7,5 джоуля. Стоимость изделия – 3200 рублей.

ИЖ МР-661К «Дрозд»

Пневматический пистолет ИЖ МР-661К «Дрозд»

Эту газобаллонную модель, калибр которой равняется 4,5 мм, именуют пистолетом-автоматом – уж очень необычный дизайн она имеет. Устройство может работать на баллончиках с углекислым газом весом 8 или 12 г. Корпус его изготовлен из прочного полиамида, длинный (18,5 см) ствол с шестью нарезами сделан из стали. Вес пистолета – 1400 г.

Расчет теплотворной способности этилена

Задача 45.
Рассчитайте теплоту сгорания и теплотворную способность этилена С₂Н₄ (энтальпия образования этилена равна +52кДж/моль). Сколько тепла выделяется при горении 140г этилена. Какой объем СО₂ образуется при этом?Решение:
М(С₂Н₄) = 28 г/моль;
∆H°[С₂Н₄](г) = +52 кДж/моль;
∆H°[СО₂](г) = -393,5 кДж/моль;
∆Н°[Н₂О](ж) = -286 кДж/моль;

Расчет теплоты сгорания и теплотворной способности этилена 

Уравнение реакции горения этилена имеет вид:

С₂Н₄ + 3О₂  = 2СО₂ + 2Н₂О

1. Расчет теплоты сгорания этилена1, получим:

∆Нх.р.= ∆Н°(обр.прод.) — ∆Н°(обр.исх.);
∆Нх.р.= [2∆Н°СО₂(т)] + [2∆Н°Н₂О(ж)] – [∆Н°С₂Н₄(г) = 2(-393,5) + 2(-286) — (52) = (-787) + (-572) — 52 = -1411 кДж/моль.

2. Расчет теплотворной способности2 этилена

Для расчета используем формулу:

Q = ∆Н(B)/(M(В) . 10 -3), где ∆Н(B) — теплота сгорания топлива,  кДж/моль; M(В) — молярная масса вещества, кг/моль.

Тогда

Qв(С₂Н₄) = -1411/(28 . 10 -3) = 1411/0,028 = 50378,57 кДж/кг.

4. Рассчитаем объем СО₂, получим:

Из уравнения реакции вытекает, что 1 моль С₂Н₄ соответствует 3 моль СО₂, т.е. n(С₂Н₄) = 3n(CO₂).

Тогда

V(CO₂) = [n(С₂Н₄)/M(С₂Н₄) . 3Vm] = (140/28) . 3 . 22,4 = 336 л.

Ответ: ∆Нх.р.= -1411 кДж/моль; Qв(С₂Н₄) = 50378,57 кДж/кг; Q(С₂Н₄) = 7055 кДж/моль; V(CO₂) = 336 л.

Реакция разложения пероксида водорода

Задача 46.
Возможно ли самопроизвольное протекание при стандартных условиях реакции: 2Н₂О₂(ж) = 2Н₂О(ж)+ О₂(г)Решение:
∆Н[Н₂О₂](ж) = = –187,8 кДж/моль;
∆Н[Н₂О](ж) = -286 кДж/моль;
S°[Н₂О](ж) = 70 Дж/(моль·К);
S°[Н₂О₂](ж) = 109,5 Дж/(моль·К);
S°[O₂](г) = 205 Дж/(моль·К).
Уравнение реакции:

2Н₂О₂(ж) = 2Н₂О(ж)+ О₂(г)

1. Расчет энтальпии реакции получим:

∆Нх.р.= ∆Н°(бр.прод.) — ∆Н°(бр.исх.);
∆Нх.р.= [2∆Н°Н₂О(ж)] – [∆Н°Н₂О₂(ж) = 2(-286) — 2(–187,8) = (-572) — (-375,6) = -196,4 кДж/моль.

2. Расчет энтропии реакции получим:

∆Sх.р.= ∆S°(обр.прод.) — ∆S°(обр.исх.);
∆Sх.р. = [2S°Н₂О(ж] + [S°О₂(г) — S°Н₂О₂(ж)];
∆S°298 = (2·70 + 205) — (2·109,5) =  126 Дж/(моль·К) =  0,126 Дж/(моль·К).
3. Расчет энергии Гиббса реакции, получим:
∆G° = ∆H° – T∆S°
∆G°(298) = -196,4 – 298·(0,126) = –234 кДж.

Таким образом, ∆G°(9298) < 0, поэтому самопроизвольное протекание данного процесса при 25 °С возможно.

Ответ: ∆G°(298) = –234 кДж;  возможно.

1Теплота сгорания вещества (Q) – это тепловой эффект реакции окисления кислородом элементов, входящих в состав этого вещества до образования высших оксидов (CO₂(г), H₂O(ж)).2Теплотворная способность топлива — это высшая удельная теплота сгорания топлива.

Решение задач: внутренняя энергия

Прежде чем приступать к задачам на внутреннюю энергию тела, посмотрите общую памятку по решению физических задач. И пусть под рукой на всякий случай всегда будут основные физические формулы.

Задача №1. Изменение внутренней энергии

Условие

Воздушный шар объёмом 500 м3 наполнен гелием под давлением 105 Па. В результате нагрева температура газа в аэростате поднялась от 10 °С до 25 °С. Как увеличилась внутренняя энергия газа?

Решение

Для решения будем использовать формулу внутренней энергии идеального газа:

Массу гелия выразим из уравнения Клапейрона-Менделеева:

Тогда можно записать:

Ответ: 4 МДж.

Задача №2. Внутренняя энергия и работа

Условие

Азот массой 200 г расширяется изотермически при температуре 280 К, причем объём газа увеличивается в 2 раза. Найти:

1. Изменение ∆U внутренней энергии газа.
2. Совершенную при расширении газа работу А.
3. Количество теплоты Q, полученное газом.

Решение

Так как процесс изотермический, то изменение внутренней энергии равно нулю, а работа равна количеству теплоты, полученному газом:

Ответ: 0; 11,6 кДж; 11,6 кДж.

Задача №3. Изменение внутренней энергии при изобарном и изохорном процессе

Условие 

Кислород занимает объём V1= 3 л при давлении p1= 820 кПа. В результате изохорного нагревания и изобарного расширения газ переведён в состояние с объёмом V2= 4,5 л и давлением p2= 600 кПа. Найти количество теплоты, полученное газом; изменение внутренней энергии газа. 

Решение

Теплота, подведенная к газу, идет на совершение работы и изменение внутренней энергии:

В изохорном и изобарном процессе соответственно:

Изохорное нагревание:

Изменение внутренней энергии при изохорном процессе:

Изменение внутренней энергии при изобарном процессе:

Общее изменение внутренней энергии:

Ответ: 4,75 кДж.

Задача №4. Изменение внутренней энергии двухатомного газа

Условие

Кислород массой 2 кг занимает объём 6 м3 и находится под давлением 1 атм. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объёма 13 м3, а затем при постоянном объёме – до давления 23 атм. Найти изменение внутренней энергии газа.

Решение

Изменение внутренней энергии находим по формуле:

Эту форму можно преобразовать, используя уравнение Клапейрона-Менделеева:

Ответ: 75,7 МДж.

Задача №5. Внутренняя энергия смеси газов

Условие

В закрытом сосуде находится масса m1 = 20 г азота и масса m2 = 32 г кислорода. Определить изменение ΔU внутренней энергии смеси газов при охлаждении ее на ΔТ = 28 К. 

Решение

Определим количество молей азота и кислорода, а затем общее количество вещества в смеси соответственно: 
 
 
Изменение внутренней энергии:

Знак «минус» означает, что внутренняя энергия уменьшается.

Ответ: -539 Дж.

Физические свойства R134a

Параметр	Единица измерения	Значение
При -15°С (насыщ.жидк.)	При 25°С (насыщ.жидк.)	При 25°С (насыщ.пар)
Химическая формула	—	CH2FCF3
Молярная масса	кг/кмоль	102.031
Температура плавления	°С	-101
Температура кипения при атм. давлении (101кПа)	°С	-26.5
Критическая температура	°С	101.5
Критическое давление	МПа	4.06
Критическая плотность	кг/м3	538.5
Вязкость	мПа·с	0.332	0.197	0.012
Теплопроводность	Вт/(м·К)	0.101	0.084	0.014
Средняя уд.теплоемкость	кДж/(кг·К)	—	1.425	1.011
Отношение cp/cv	—	—	—	1.23
Плотность	кг/м3	—	1206	32.35
Энтальпия испарения	кДж/кг	—	177.5	—

Границы взравоопасности в воздухе при 25°С и атмосферном давлении (101кПа): отсутствуют.

Примеры

• Средняя энергия теплового движения, приходящаяся на одну степень свободы молекул при температуре 1 : 0,690·10−23 Дж.
• Энергия фотона красного видимого света: 2,61·10−19 Дж.
• Энергия Ферми металлического золота: 8,8·10−19 Дж.
• Атомная единица энергии (энергия Хартри), E_h = m_\mathrm{e} c^2\alpha^2: 4.360·10−18 Дж.
• Дульная энергия пули при выстреле из АКМ: 2,3·103 Дж.
• Энергия, необходимая для нагрева 1 литра воды от 20 до 100 °C: 3,35·105 Дж.
• Энергия, выделяемая при взрыве 1 тонны тринитротолуола (тротиловый эквивалент): 4,184·109 Дж.
• Энергия, выделенная при атомной бомбардировке Хиросимы: около 6·1013 Дж.

Примечания

1. Производные единицы	Беккерель · Ватт · Вебер · Вольт · Генри · Герц · Градус Цельсия · Грей · Джоуль · Зиверт · Катал · Кулон · Люкс · Люмен · Ньютон · Ньютон-метр · · Паскаль · Радиан · Сименс · Стерадиан · Тесла · Фарад
   Принятые для использования с СИ	Ангстрем · Астрономическая единица · Гектар · Градус дуги (Минута дуги, Секунда дуги) · Дальтон (Атомная единица массы) · Децибел · Литр · Непер · Сутки (Час, Минута) · Тонна · Электронвольт Атомная система единиц · Естественная система единиц
   См. также	Приставки СИ · Система физических величин · Преобразование единиц · Новые определения СИ · История метрической системы
   Книга:СИ · Категория:СИ

   В другом языковом разделе есть более полная статья Joule (нем.) Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода.

Применение R134a

R134a используется как хладагент, пропеллент и вспениватель для получения пенопластов.

В холодильной технике R134a может заменить R12 практически при всех случаях, в бытовых холодильных аппаратах, автомобильных кондиционерах, тепловых насосах, турбоагрегатах холодной воды для кондиционирования помещений, при транспортном охлаждении и производственном охлаждении. Холодильная промышленность создала технические предпосылки для применения. Холодильные машины, конструктивные элементы установок, компоненты предлагаются на широкой основе. Далее возможна переналадка существующих холодильных установок с R12 в особенности новых установок и установок с полугерметичными или открытыми компрессорами, однако только после переделки установки.

Анализ зарубежных публикаций и результаты исследований отечественных специалистов свидетельствуют о том, что замена R12 на R134a, имеющий высокий потенциал глобального потепления GWP, в холодильных компрессорах сопряжена с решением ряда технических задач, основные из которых:

• улучшение объемных и энергетических характеристик герметичных компрессоров;
• увеличение химической стойкости эмаль-проводов электродвигателя герметичного компрессора;
• повышение влагопоглощающей способности фильтров-осушителей из-за высокой гигроскопичности системы R134a — синтетическое масло.

Все это должно привести к значительному увеличению стоимости холодильного оборудования. Вместе с тем в водоохладительных установках с винтовыми и центробежными компрессорами применение R134a имеет определенные перспективы.

Характеристики R134a на линии насыщения

Темпе-ратура, C	Абсолютное давление, 105Па	Удельный объем	Плотность	Удельная энтальпия, кДж/кг	Удельная теплота парообра-зования, кДж/кг	Удельная энтропия, кДж/(кг*К)
жидкости, дм3/кг	пара, дм3/кг	жидкости, кг/дм3	пара, кг/м3	жидкости	пара	жидкости	пара
-50	0,295	0,693	604,615	1442,547	1,654	136,0	367,3	231,3	0,742	1,779
-45	0,391	0,7	463,457	1428,411	2,158	142,3	370,5	228,2	0,770	1,770
-40	0,512	0,707	360,036	1414,175	2,777	148,5	373,6	225,0	0,797	1,762
-35	0,661	0,714	283,15	1399,816	3,532	154,9	376,7	221,8	0,824	1,755
-30	0,844	0,722	225,21	1385,306	4,44	161,2	379,7	218,5	0,850	1,749
-25	1,064	0,73	180,995	1370,619	5,525	167,6	382,8	215,2	0,876	1,743
-20	1,327	0,738	146,855	1355,725	6,809	174,0	385,8	211,8	0,901	1,738
-15	1,638	0,746	120,204	1340,593	8,319	180,4	388,8	208,4	0,927	1,734
-10	2,004	0,755	99,186	1325,19	10,082	186,9	391,7	204,8	0,951	1,730
-5	2,431	0,764	82,45	1309,479	12,129	193,4	394,6	201,2	0,976	1,726
2,925	0,773	69,005	1293,424	14,492	200,0	397,4	197,4	1,000	1,723
5	3,492	0,783	58,111	1276,98	17,209	206,6	400,2	193,6	1,024	1,720
10	4,141	0,794	49,214	1260,104	20,32	213,3	403,0	189,6	1,048	1,717
15	4,878	0,805	41,893	1242,744	23,87	220,1	405,6	185,5	1,071	1,715
20	5,710	0,816	35,827	1224,845	27,912	227,0	408,2	181,3	1,095	1,713
25	6,647	0,829	30,766	1206,345	32,503	233,9	410,8	176,8	1,118	1,711
30	7,695	0,842	26,517	1187,173	37,712	241,0	413,2	172,2	1,141	1,709
35	8,863	0,857	22,927	1167,25	43,617	248,1	415,6	167,4	1,164	1,707
40	10,159	0,872	19,876	1146,481	50,313	255,4	417,8	162,4	1,187	1,706
45	11,594	0,889	17,268	1124,757	57,911	262,9	419,9	157,0	1,210	1,704
50	13,176	0,907	15,026	1101,943	66,551	270,5	421,9	151,3	1,234	1,702