Гелий, находящийся в состоянии 1 при давлении p1=150 кПа, температуре Т1=500 К и объеме V1=12,5 л, был изотермически
Гелий, находящийся в состоянии 1 при давлении p1=150 кПа, температуре Т1=500 К и объеме V1=12,5 л, был изотермически переведен в состояние 2 с объемом 6,5 л. Затем его температура была адиабатически уменьшена на 100 К. Необходимо определить термодинамические параметры каждого состояния и найти: 1) работу, совершенную газом; 2) изменение внутренней энергии; 3) количество подведенной к газу теплоты.
22.12.2023 07:03
Разъяснение:
Для решения данной задачи, мы будем использовать основные законы термодинамики и уравнение состояния идеального газа.
1) Для определения термодинамических параметров каждого состояния у нас есть следующие данные:
- Состояние 1: p1=150 кПа, T1=500 К, V1=12.5 л
- Состояние 2: V2=6.5 л (изотермический процесс)
2) Для определения работы, совершенной газом, мы можем использовать формулу работы для изотермического процесса при постоянном давлении:
W = p1 * (V1 - V2) * ln(V1/V2)
3) Изменение внутренней энергии может быть определено с помощью первого закона термодинамики:
ΔU = Q - W
где Q - количество подведенной к газу теплоты, а W - работа, совершенная газом.
4) Для определения количества подведенной теплоты, учитываем, что при адиабатическом процессе не происходит обмена теплом между газом и окружающей средой. То есть Q = 0.
Адиабатическое изменение температуры можно представить с помощью формулы:
T2 = T1 - ΔT
Пример:
Состояние 1: p1=150 кПа, T1=500 К, V1=12.5 л
Состояние 2: V2=6.5 л
1) Работа, совершенная газом:
W = 150 * (12.5 - 6.5) * ln(12.5/6.5)
2) Изменение внутренней энергии:
ΔU = 0 - W
3) Количество подведенной к газу теплоты:
Q = 0
Совет:
Для понимания термодинамических процессов и решения подобных задач, рекомендуется ознакомиться с основными законами термодинамики, уравнением состояния идеального газа и формулами для работы и изменения внутренней энергии.
Задание:
При изотермическом процессе газ совершает работу W = 250 Дж и его объем увеличивается с 8 л до 16 л. Найдите начальное и конечное давления газа, если его температура составляет 300 К. Определите также количество подведенной к газу теплоты.