Адиабатический процесс и теплообмен
Question 1. In one of the isothermal processes, an ideal gas with n moles is transformed from the state with parameters
Question 1. In one of the isothermal processes, an ideal gas with n moles is transformed from the state with parameters p1, V1, T1 to a state with temperature T2. During this process, the gas performs work A", there is a change in internal energy U2-U1, and heat transfer Q. Given: p=const n=7 moles p1=150 kPa T1=600 K A"=14 kJ V1-? T2-? U2-U1-? Q-?
Question 2. Fuel with a mass of m1 is burned in a burner. The efficiency of the burner is n. The useful heat Q is transferred to a piece of copper with a mass of m2, causing its temperature to rise from T1 to T2. The heated copper is placed on a larger piece of ice at T=273 K. The mass of resulting water is m3. Given: fuel - wood n=12% Q=387 kJ T2=540.
Question 2. Fuel with a mass of m1 is burned in a burner. The efficiency of the burner is n. The useful heat Q is transferred to a piece of copper with a mass of m2, causing its temperature to rise from T1 to T2. The heated copper is placed on a larger piece of ice at T=273 K. The mass of resulting water is m3. Given: fuel - wood n=12% Q=387 kJ T2=540.
22.12.2023 12:58
Написать свой ответ:
Разъяснение: Адиабатический процесс - это процесс, при котором нет теплообмена между системой и окружающей средой. В таком процессе изменяются внутренняя энергия газа, работа, а также происходит изменение его температуры. Для идеального газа, если процесс адиабатический и без потерь, выполняется закон Пуассона: p * V^γ = const, где p - давление газа, V - его объем, γ - показатель адиабаты.
В первом вопросе, при условии адиабатического процесса и известных параметров p1, T1 и A", нужно найти объем V1 и температуру T2. Сначала найдем показатель адиабаты γ: γ = Cp / Cv, где Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме для данного газа. Затем, используя формулу, можно найти V1 и T2.
Во втором вопросе, нужно найти изменение температуры участка меди, перешедшего изначально в состояние с температурой T1 в новое состояние с температурой T2. Полезное тепло Q, полученное от горения топлива, переходит к меди и вызывает изменение ее температуры. Чтобы найти это изменение, необходимо применить закон сохранения энергии и использовать соотношение между мощностью теплопередачи, массой топлива, КПД горелки и массой меди.
Например:
Question 1: Найдите объем V1 и температуру T2, если идеальный газ с 7 молями при адиабатическом процессе совершает работу A"=14 кДж, начальное давление p1=150 кПа, и начальная температура T1=600 К.
Question 2: В горелке с КПД n горит топливо массой m1. Полезное тепло Q передается куску меди массой m2 и вызывает ее повышение температуры с T1 до T2. Найдите изменение температуры меди, если известно, что Q=30 кДж, m1=2 кг, m2=1 кг, КПД n=0.8, T1=300 К.
Совет: Для лучшего понимания адиабатического процесса можно ознакомиться с законами термодинамики и формулами, связанными с изменением внутренней энергии, работой и теплопередачей. Также полезно освоить способы нахождения показателя адиабаты γ для различных газов.
Задание:
Найдите объем V1 и температуру T2 для идеального газа, если при адиабатическом процессе совершается работа A"=20 кДж, начальное давление p1=200 кПа, начальная температура T1=500 К, и количество молей газа n=5 моль.