Zadanie Zadanie 8.2.4: Przemiana izotermiczna w butli z gazem

Punkty
4 pkt
Dział
Termodynamika · Równanie Clapeyrona
Trudność
Poziom trudności: łatwe
Stalowa butla o stałej objętości VV zawiera dwutlenek węgla CO2\text{CO}_2 (o masie molowej μ=44 g/mol\mu = 44\,\text{g/mol}) zasilający instalację akwarystyczną. Początkowo gaz w butli znajdował się pod ciśnieniem p1=6 MPap_1 = 6\,\text{MPa}, a jego masa wynosiła m1=3,3 kgm_1 = 3,3\,\text{kg}. W wyniku powolnego poboru gazu ciśnienie w butli spadło do wartości p2=2,4 MPap_2 = 2,4\,\text{MPa}. Przyjmij, że gaz spełnia model gazu doskonałego, a jego temperatura w butli pozostała stała. Korzystając z równania Clapeyrona, wyznacz masę gazu m2m_2 pozostałą w butli oraz masę gazu Δm\Delta m pobranego z butli.

Treść zadania

Stalowa butla o stałej objętości VV zawiera dwutlenek węgla CO2\text{CO}_2 (o masie molowej μ=44 g/mol\mu = 44\,\text{g/mol}) i zasila instalację akwarystyczną. Początkowo gaz w butli znajdował się pod ciśnieniem p1=6 MPap_1 = 6\,\text{MPa}, a jego masa wynosiła m1=3,3 kgm_1 = 3,3\,\text{kg}. W wyniku powolnego poboru gazu ciśnienie w butli spadło do wartości p2=2,4 MPap_2 = 2,4\,\text{MPa}. Załóż, że gaz spełnia model gazu doskonałego, a jego temperatura TT w butli pozostała stała przez cały czas trwania procesu. Korzystając z równania Clapeyrona, wyznacz masę gazu m2m_2 pozostałą w butli oraz masę gazu Δm\Delta m pobranego z butli.

Odpowiedź

m2=1,32 kgm_2=1{,}32\,\text{kg}, Δm=1,98 kg\Delta m=1{,}98\,\text{kg}.