Вопрос школьника
Сосуд, содержащий некоторую массу азота, при нормальных условиях движется со скоростью 100 м/с. Какой будет максимальная температура азота при внезапной остановке сосуда? Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме равна 745 кДж/(кг • К).
Ответ от учителя
При внезапной остановке сосуда происходит адиабатический процесс, то есть процесс, при котором нет теплообмена с окружающей средой. В таком случае, изменение энтропии системы равно нулю.
Из уравнения состояния идеального газа можно выразить температуру через скорость молекул газа:
T = (m*v^2)/(3*k),
где m — масса молекулы газа, v — скорость молекул газа, k — постоянная Больцмана.
Для азота m = 28 г/моль, k = 1,38*10^-23 Дж/К.
Таким образом, максимальная температура азота при внезапной остановке сосуда будет равна:
T = (28*10^-3*100^2)/(3*1,38*10^-23) = 7,6*10^5 К.
Однако, следует отметить, что такая температура является теоретической и не может быть достигнута на практике из-за того, что азот начнет быстро расширяться и охлаждаться при контакте с окружающей средой.
