Физические основы механики. Молекулярная физика и термодинамика. Анищенко И.А - 57 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

57
Задача 2. Кислород массой 10 г находятся под давлением
3 10
5
Па при температуре 10
0
С. После нагревания при
постоянном давлении газ занял объем в 10 л. Найти:
1) количество тепла, полученное газом, 2) изменение внутренней
энергии газа, 3) работу, совершенную газом при расширении.
Решение
Количество тепла, полученное газом при адиабатическом
нагревании, определяется выражением
Q=
TC
m
p
Δ
μ
, где
C
p
=
i
R
+ 2
2
- молярная теплоемкость при постоянном давлении. Из
уравнений состояния для исходного
11
RT
m
pV
μ
=
и конечного
22
RT
m
pV
μ
=
состояний газа находим:
)(
1
212
p
T
mR
Vp
mR
TTT
μ
μ
−=−=Δ
.
Следовательно, для количества тепла, полученного газом,
окончательно имеем
Q=
5,7927)(
2
2
1
2
=−
+
p
mRT
Vp
i
μ
Дж.
Изменение внутренней энергии находим из выражения
5,5662)(
2
1
2
=−=Δ=Δ
p
mRT
Vp
i
TC
m
U
v
μμ
Дж.
Наконец работа, совершенная газом при его расширении
определяется как:
2265)(
1
2
=−=Δ=
p
mRT
VpVpA
μ
Дж.
Ответ:
Q=7927,5 Дж, ΔU=5662,5 Дж и A=2265 Дж. 
                                    57

     Задача 2. Кислород массой 10 г находятся под давлением
3 105 Па при температуре 100 С. После нагревания при
постоянном давлении газ занял объем в 10 л. Найти:
1) количество тепла, полученное газом, 2) изменение внутренней
энергии газа, 3) работу, совершенную газом при расширении.

     Решение
Количество тепла, полученное газом при адиабатическом
                                        m
нагревании, определяется выражением Q= C p ΔT , где
                                        μ
      i+2
Cp=       R - молярная теплоемкость при постоянном давлении. Из
       2
                                                   m
уравнений состояния для исходного pV1 =                RT1 и конечного
                                                   μ
        m
pV2 =       RT2 состояний газа находим:
        μ
                                    μ    mR T1
                   ΔT = T2 − T1 =        p (V2 −
                                               ).
                             mR           μ p
Следовательно, для количества тепла, полученного газом,
окончательно имеем
                  i+2        mRT1
               Q=     p(V2 −      ) = 7927,5 Дж.
                   2          μp
Изменение внутренней энергии находим из выражения
                m        i        mRT1
          ΔU = C v ΔT = p(V2 −          ) = 5662,5 Дж.
                μ        2          μp
Наконец работа, совершенная газом при его расширении
определяется как:
                               mRT1
              A = pΔV = p(V2 −       ) = 2265 Дж.
                                 μp
Ответ: Q=7927,5 Дж, ΔU=5662,5 Дж и A=2265 Дж.

Страницы