Физика ЕГЭ 2021 Демоверсия Решение задания 30
30. В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится бензол (С6H6) при температуре кипения t = 80оC . При сообщении бензолу количества теплоты Q часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу А. Удельная теплота парообразования бензола L = 396 ⋅103 Дж/кг, его молярная масса M = 78 ⋅ 10−3 кг/моль. Какая часть подведённого к бензолу количества теплоты переходит в работу? Объёмом жидкого бензола пренебречь.
Решение:
1. В соответствии с первым законом термодинамики подводимое количество теплоты равно сумме изменения внутренней энергии системы и совершённой механической работы:
При кипении бензола происходит его изобарное расширение. Работа пара
где p – атмосферное давление, Δ V – изменение объёма.
2. Считая пар идеальным газом, воспользуемся уравнением Клапейрона – Менделеева для определения изменения объёма за счёт испарившегося бензола массой
где M = 78⋅10−3 кг/моль – молярная масса бензола, T = 80 + 273 = 353 K – температура кипения бензола.
Отсюда
3. Количество теплоты Q, необходимое для испарения массы Δm бензола, пропорционально удельной теплоте парообразования L:
Искомая величина определяется отношением
Ответ: 0,095