Какие будут конечный объем (v2), конечное давление (p2) и затраченная работа при изотермическом сжатии азота объемом

Содержание вопроса: Изотермическое сжатие азота

Пояснение: В изотермическом процессе температура системы остается постоянной. Для решения данной задачи используем уравнение Ван-дер-Ваальса:

p1v1 = p2v2

Где p1 и v1 - начальное давление и объем азота, соответственно, p2 и v2 - конечное давление и объем азота.

Также дано, что от газа отводится 335 кДж тепла. В изотермическом процессе совершаемая работа связана с тепловым эффектом следующим образом:

работа = тепло

p1v1 * ln(v2 / v1) = -335 кДж

Решим уравнение относительно конечного объема v2 и найдем конечное давление p2 и затраченную работу:

v2 = v1 * exp(-335 кДж / (p1v1))

p2 = p1v1 / v2

Затраченная работа будет равна 335 кДж.

Дополнительный материал:
Дано: p1 = 1 бар, v1 = 2,1 м3, тепло = 335 кДж.

Найдем конечный объем (v2):
v2 = 2,1 м3 * exp(-335 кДж / (1 бар * 2,1 м3))

Найдем конечное давление (p2):
p2 = 1 бар * 2,1 м3 / v2

Затраченная работа: 335 кДж.

Совет: Для лучшего понимания изотермических процессов рекомендуется изучить уравнение Ван-дер-Ваальса и понять его физический смысл. Также, примеры изотермических процессов в природе и технике могут помочь вам усвоить материал.

Проверочное упражнение: Как изменится конечный объем и давление, если от газа отводится 500 кДж тепла? Дано: p1 = 1,5 бар, v1 = 3 м3.