Адельфий 26 ноября 2019 в 06:24
Задача Углекислый газ массой 500 г, находящийся под давлением 0,5 МПа при температуре 127°С, подвергли изотермическому расширению, в результате которого
давление газа уменьшилось в три раза. После этого газ подвергли изобарному сжатию до первоначального объема, затем его давление было изохорно увеличено до первоначального значения. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную газом, и количество теплоты, полученной газом за цикл. Изобразить цикл на диаграмме «давление – объем».
Задача Углекислый газ массой 500 г, находящийся под давлением 0,5 МПа при температуре 127°С, подвергли изотермическому расширению, в результате которого
давление газа уменьшилось в три раза. После этого газ подвергли изобарному сжатию до первоначального объема, затем его давление было изохорно увеличено до первоначального значения. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную газом, и количество теплоты, полученной газом за цикл. Изобразить цикл на диаграмме «давление – объем».
ΔU -
A -
Q -
______________________
1) ΔU = ΔU23 + ΔU31
ΔU23 = i/2 * P0 ΔV.
1: по з. Менделеева-Клапейрона: P V = m R T / M
V0 = m R T / P0 M = 5*10^-1 * 8,31 * 4*10^2 / 5*10^5 * 44*10^-3 = 0,0755 м^3 ≈ 8*10^-2 м^3
1-2: по з. Бойля-Мариотта: P0 V0 = P0/3 * V =gt; V = 3 V0 = 24*10^-2 м^3
ΔU23 = - 5*10^5 * 16*10^-2 = - 8*10^4 Дж
ΔU31 = i/2 * V0 ΔP = 3 V0 (P0 - P0/3) = 2 P0 V0 = 2 * 5*10^5 * 8*10^-2 = 8*10^4 Дж
ΔU = 0.
2) A = A12 + A23
A12 = m/M * R T ln(V2/V1) = ( 5*10^-1 * 8,31 * 4*10^2 / 44*10^-3 ) * ln(24*10^-2 / 8*10^-2) = 37,772*10^3 * 1,0986 = 41,496*10^3 ≈ 41,5*10^3 Дж
A23 = P0/3 * ΔV = - 5*10^5 * 16*10^-2 / 3 = - 26,66*10^3 ≈ - 26,7*10^3 Дж
A = 10^3 (41,5 - 26,7) = 14,8*10^3 Дж
3) Q = Q12 + Q31
по 1 з. термодинамики:
Q12 = A12 + ΔU12 = A12 = 41,5*10^3 Дж
Q31 = A31 + ΔU31 = ΔU31 = 80*10^3 Дж
Q = 10^3 (41,5 + 80) = 121,5*10^3 Дж
A -
Q -
______________________
1) ΔU = ΔU23 + ΔU31
ΔU23 = i/2 * P0 ΔV.
1: по з. Менделеева-Клапейрона: P V = m R T / M
V0 = m R T / P0 M = 5*10^-1 * 8,31 * 4*10^2 / 5*10^5 * 44*10^-3 = 0,0755 м^3 ≈ 8*10^-2 м^3
1-2: по з. Бойля-Мариотта: P0 V0 = P0/3 * V =gt; V = 3 V0 = 24*10^-2 м^3
ΔU23 = - 5*10^5 * 16*10^-2 = - 8*10^4 Дж
ΔU31 = i/2 * V0 ΔP = 3 V0 (P0 - P0/3) = 2 P0 V0 = 2 * 5*10^5 * 8*10^-2 = 8*10^4 Дж
ΔU = 0.
2) A = A12 + A23
A12 = m/M * R T ln(V2/V1) = ( 5*10^-1 * 8,31 * 4*10^2 / 44*10^-3 ) * ln(24*10^-2 / 8*10^-2) = 37,772*10^3 * 1,0986 = 41,496*10^3 ≈ 41,5*10^3 Дж
A23 = P0/3 * ΔV = - 5*10^5 * 16*10^-2 / 3 = - 26,66*10^3 ≈ - 26,7*10^3 Дж
A = 10^3 (41,5 - 26,7) = 14,8*10^3 Дж
3) Q = Q12 + Q31
по 1 з. термодинамики:
Q12 = A12 + ΔU12 = A12 = 41,5*10^3 Дж
Q31 = A31 + ΔU31 = ΔU31 = 80*10^3 Дж
Q = 10^3 (41,5 + 80) = 121,5*10^3 Дж
Физические задачи
290
0
Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте