Здравствуйте, kolp
Дано:
(N
2)[$8658$]M=28*10
-3кг/моль (молярная масса), i=5 (число степеней свободы молекулы), [$947$]=1,4 (показатель адиабаты)
m=1г=10
-3кг
p
1=0,2*10
6Па
V
1=1л=10
-3м
3p
a=p
1V
a=V
1a-b - T-const - изотермическое расширение
V
b=2V
1b-c - V-const - изохорное нагревание
p
c=3p
1с-d - dQ=0 - адиабатное расширение
V
d=2,5V
1d-f - V-const - изохорное охлаждение
p
f=p
1f-k - изобарное расширение/нагревание
V
k=3V
1А.
Построить график p(V)
Найти:
Б. p
k, V
k, T
kВ. A, [$916$]U, Q
Решение:
А. Начнем с графика... начертим координатные оси p и V, выберем масштаб.
1. Отметим по данным из условия положение точки "а" на диаграмме p(V)
a-b - Т-const [$8658$] по закону Бойля-Мариотта
p
b/p
a=V
a/V
b[$8658$]
p
b=p
a*V
a/V
b=0,2*1/2 = 0,1 МПа
- отметим точку b, проведем изотерму a-b;
2. b-c - V-const - проведем изохору через точку b, отметим на этой изохоре точку с, соответствующую давлению p
c=3p
1=3*0,2= 0,6 МПа;
3. с-d - адиабатный процесс [$8658$] согласно уравнению Пуассона
p
c*V
c[$947$]=p
d*V
d[$947$][$8658$]
p
d=p
c*(V
c/V
d)
[$947$]=3*0,2*(2/2,5)
1,4 = 0,43 МПа
-отметим положение точки d, через точки c и d проведем адиабату c-d;
4. через точку d проведем изохору, отметим на ней положение точки f, соответствующее давлению 0,2МПа;
5. через точку f проведем изобару, отметим на ней положение точки k, соответствующее объему 3 л.
В результате должны получить что-то похожее на рис. ниже
Б. По графику определяем
p
k=0,2 МПа; V
k=3 л
Из уравнения состояния идеального газа
pV=(m/M)*RT
имеем
T
k=p
kV
kM/(mR) = 0,2*10
6*3*10
-3*28*10
-3/(10
-3*8,31) = 2022 К = 1749[$176$]C
B. Согласно первому началу термодинамики
Q=[$916$]U+A (*)
1. Для процесса a-b (изотермический)
[$916$]U
1=0
Q
1=A
1 = p
aV
a*ln(V
b/V
a) = 0,2*10
6*10
-3 *ln(2/1) [$8776$] 1386 Дж
2. Для процесса b-c (изохорный)
A
2=0
Q
2=[$916$]U
2 = (i/2)*[$916$]p*V
b = (5/2)*(0,6-0,1)*10
6*2*10
-3 = 2500 Дж
3. Для процесса с-d (адиабатный)
Q
3=0
[$916$]U
3=-A
3A
3=[p
cV
c/([$947$]-1)]*[1-(V
c/V
d)
[$947$]-1] = (0,6*10
62*10
-3/0,4)*[1-(2/2,5)
0,4] = 256,2 Дж
[$916$]U
3=-256,2 Дж
4. Для процесса d-f (изохорный)
A
4=0
Q
4=[$916$]U
4 = (i/2)*[$916$]p*V = (5/2)*(0,2-0,43)*10
6*2,5*10
-3 = -1437,5 Дж
5. Для процесса f-k (изобарный)
А
5=p
k(V
k-V
f) = 0,2*10
6(3-2,5)*10
-3 = 100 Дж
[$916$]U
5= (i/2)*A
5 = (5/2)*100 = 250 Дж
Согласно (*)
Q
5=250+100 = 350 Дж
Далее, для всей группы процессов a-b-c-d-f-k
складываем соответственно:
Q=1386+2500+0+(-1437,5)+350 = 2798,5 Дж
[$916$]U=0+2500+(-256,2)+(-1437,5)+250 = 1056,3 Дж
A=1386+0+256,2+0+100 = 1742,2 Дж
*******
Думаю, имеет смысл проверить расчеты*******
Удачи
Об авторе:
С уважением
shvetski