Консультация № 200964
26.05.2021, 00:10
0.00 руб.
1 2 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос из нескольких пунктов:
1. Определить значения p, V и Т в точках А и В.
2. Указать, какие процессы изображены на графике. Построить данный переход в других осях:
а) без определения значений основных
термодинамических параметров;
б) с указанием значений основных
термодинамических параметров на
координатных осях.
3. Получает или отдает газ тепло при изобарическом процессе? Определить это количество теплоты.
4. Определить работу газа в изобарическом процессе.
5. Определить изменение внутренней энергии при переходе: а) 1-2, б) 2-3, в) 3-1. Уменьшается или увеличивается энергия при этом?
Прикрепленные файлы:

Обсуждение

давно
Посетитель
226425
1567
26.05.2021, 00:42
общий
Адресаты:
Об авторе:
С уважением
shvetski
давно
Посетитель
226425
1567
28.05.2021, 00:02
общий
28.05.2021, 11:56
это ответ
Здравствуйте, gg777.
Данные определим из вашего рисунка
Дано:
2)
[$957$]=30 моль
с=917 Дж/(кг*К)
p1=1,6*105Па
V1=25 м3
р23=2,0*105Па
V2=20 м3
V3=15 м3
Всё
1. pA=p3=2,0*105Па
VA=V3=15 м3
pB=p1=1,6*105Па
VB=V1=25 м3
Далее
Температуру найдем из уравнения Менделеева-Клапейрона:
pV=[$957$]RT (1) - здесь R=8,31 Дж/моль*К - универсальная газовая постоянная.
Отсюда
Т=pV/([$957$]R)
ТА3=p3V3/([$957$]R) = 2*105*15/(30*8,31)=12000 К (многовато как-то, ну ладно)
ТВ1=p1V1/([$957$]R) = 1,6*105*25/(30*8,31)=16000 К

2.
2.1. Процесс 1-2: p[$8593$], V[$8595$] - похоже на изотермическое сжатие. Проверим - для изотермического процесса выполняется условие: pV=const
p1V1=16*25*104=4*106 Па*м3
p2V2=20*20*104=4*106 Па*м3
т.е.
p1V1=p2V2=const [$8658$] процесс изотермический (сжатие)
2.2. Процесс 2-3: р-const; V[$8595$] [$8658$] T[$8595$] (согласно закону Гей-Люссака) - процесс изобарный (сжатие или охлаждение - в данной ситуации это одно и то же).
2.а; 2.б. Эти же процессы в координатных системах p(T) и V(T) будут выглядеть следующим образом (см.рис.)

Здесь мы сразу же постарались построить графики с соблюдением масштаба осей. Однако, первый график, для более "изящного" представления сдвинули от начала координат в положительном направлении по обеим осям.

3. Процесс 2-3 - изобарное охлаждение/сжатие. Охлаждение - следовательно газ отдает теплоту.
Поскольку нам дана величина с - удельная теплоемкость, значит используем формулу
Q=cm(T3-T2)
Массу кислорода посчитаем как
m=[$957$]*M - здесь M=32*10-3 кг/моль - молярная масса кислорода.
[$8658$]
Q=917*30*32*10-3*(12-16)*103 [$8776$] -3,5*106 Дж = -3,5 МДж - знак "-" показывает, что газ теряет теплоту.

4. Работа газа в изобарном процессе 2-3
А'=p*(V3-V2)
[$8658$]
A'=2*105*(15-20) = -106 Дж = -1 МДж - работа отрицательная - газ сжимается.

5. Изменение внутренней энергии, согласно Первому началу термодинамики, может происходить как за счет совершения работы, так и при теплопередаче, т.е.,
[$916$]U=Q+A - здесь А - работа внешних сил над газом, при этом A=-A'
[$8658$]
- для изобарного процесса 2-3
[$916$]U=Q-A' = -3,5 МДж -(-1,0 МДж) = -2,5 МДж - знак "-" показывает, что внутренняя энергия газа уменьшается;
- для изотермического процесса 1-2
[$916$]U=0, поскольку при изотермическом процессе, т.е., при постоянной температуре, внутренняя энергия не изменяется (внутренняя энергия газа изменяется вместе с температурой ([$916$]U=(i/2)[$957$]R[$916$]T))
***
Ну, вот вроде и всё, чем я могу вам помочь... единственное, с последним пунктом 5(в) не смогу, потому что не знаю, каким образом происходит переход системы от состояния 3 к состоянию 1 - определенно можно сказать, что работа газа в этом случае будет положительна, т.к. газ увеличивается в объеме, а про остальное... не хочу гадать.
*****
Удачи
Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа