Термодинамические процессы
Перефразуйте, будь ласка, наступні питання: 1. Кисень має об єм 3 л при температурі 27 °C і тиску 820 кПа. У іншому
Перефразуйте, будь ласка, наступні питання:
1. Кисень має об"єм 3 л при температурі 27 °C і тиску 820 кПа. У іншому стані, його об"єм становить 4,5 л, а тиск - 600 кПа. Яку кількість теплоти та зміну внутрішньої енергії має газ при переході з першого стану в другий шляхом а) адіабатного розширення (АСВ); б) розширення шляхом роботи проти зовнішнього тиску (АДВ)?
1. Кисень має об"єм 3 л при температурі 27 °C і тиску 820 кПа. У іншому стані, його об"єм становить 4,5 л, а тиск - 600 кПа. Яку кількість теплоти та зміну внутрішньої енергії має газ при переході з першого стану в другий шляхом а) адіабатного розширення (АСВ); б) розширення шляхом роботи проти зовнішнього тиску (АДВ)?
13.12.2023 22:26
Написать свой ответ:
Разъяснение: Данная задача связана с термодинамикой и термодинамическими процессами в идеальном газе. В первом состоянии газ имеет объем V1 = 3 л, температуру T1 = 27 °C и давление P1 = 820 кПа, во втором состоянии - объем V2 = 4,5 л и давление P2 = 600 кПа. Задача состоит в определении изменения внутренней энергии и количества теплоты, полученных или отданных газу при его переходе из первого состояния во второе. Необходимо найти это изменение для заданных процессов: а) адиабатического расширения (АСВ); б) расширения с работой против внешнего давления (АДВ).
Дополнительный материал:
а) В случае адиабатического расширения (АСВ) газ расширяется без передачи теплоты. Для такого процесса изменение внутренней энергии газа связано только с работой, выполненной газом.
Для определения изменения внутренней энергии газа воспользуемся уравнением адиабатического процесса:
ΔE = W = -PΔV,
где ΔE - изменение внутренней энергии, W - работа, P - давление, ΔV - изменение объема.
Теперь подставим значения давления и объема для расчета изменения внутренней энергии газа.
Б) В случае расширения с работой против внешнего давления (АДВ) газ производит работу против окружающей среды и при этом получает теплоту. В этом случае, изменение внутренней энергии газа связано как с работой, так и с теплотой.
Изменение внутренней энергии газа для этого процесса может быть определено следующим образом:
ΔE = Q - PΔV,
где Q - количество теплоты, P - давление, ΔV - изменение объема.
Теперь можем подставить значения давления и объема газа для определения изменения внутренней энергии.
Совет: Для лучшего понимания термодинамических процессов и применения соответствующих формул, полезно изучать основы термодинамики, уравнение состояния идеального газа, а также понятия работы и внутренней энергии.
Закрепляющее упражнение: При адиабатическом сжатии идеального газа его давление повышается с 100 кПа до 500 кПа. Вычислите изменение внутренней энергии газа, если его объем сократился с 5 л до 2 л.