555. Ilman ominaislämpökapasiteetit

Jos kaasu lämpenee vakiotilavuudessa, se ei laajene eikä tee työtä. Kaikki kaasuun tuotu lämpö kasvattaa kaasun sisäenergiaa.

Jos kaasu pääsee lämmetessään laajenemaan, kaasu tekee työtä. Osa kaasuun tuodusta lämmöstä kuluu kaasun tekemään työhön.

Tarkastellaan 5,0 litraa 21 °C lämpötilassa ja normaalipaineessa olevaa ilmaa. Ilman moolimassa on 28,97 g/mol.

  1. Tutkitaan ensin tilannetta, jossa ilma on suljetussa lasipullossa. Paljonko lämpöä pulloon pitää tuoda, jotta ilman lämpötila nousee 11 astetta? Ilman ominaislämpökapasiteetti sen ollessa vakiotilavuudessa on [[$0{,}72 \, \dfrac{\text{kJ}}{\text{kg K}}$]].
  2. Tarkastellaan nyt samaa ilmamäärää löysässä ilmapallossa, joka pääsee laajenemaan. Paljonko ilmapallon tilavuus kasvaa, kun lämpötila nousee 21 asteesta 32 asteeseen?
  3. Oletetaan ilman noudattavan ideaalikaasulakia. Kuinka suuren työn laajeneva ilma tekee?
  4. Laajenemaan pääsevän ilman lämpenemiseen tarvitaan energiaa sekä a-kohdassa laskettu ilman sisäenergian kasvuun vaadittu määrä että c-kohdassa laskettu kaasun tekemä työ. Laske tämän summan perusteella ilma ominaislämpökapasiteetti sen ollessa vakiopaineessa ja vertaa kokeellisesti mitattuun arvoon [[$1{,}01 \, \dfrac{\text{kJ}}{\text{kg K}}$]].

555

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.