Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 100 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

100
ΔU-?, А-?
его молярная теплоемкость при постоянном давле-
нии; ∆Т− изменение температуры газа при нагревании. Как известно, для
идеального газа
C
P
=
2
2)(
+
i
R,
где R=8,31Дж/моль·К – универсальная газовая постоянная; i=5 – число
степеней свободы 2-х атомной молекулы водорода. Подставив это выражение
в формулу (5.2.1), получим:
Q=
M
m
2
2
)
(
+
i
R ∆T.
Произведя вычисления по этой формуле, найдем
Q=
10031,8
2
2
5
3
10
2
2
0
⋅⋅
+
⋅
−
⋅
=290850Дж ≈ 291кДж.
[Q]=
ДжК
мольК
Дж
моль
кг
кг
=
/
.
Внутренняя энергия выражается формулой
TR
i
M
m
U ⋅⋅=
2
,
следовательно, изменение внутренней энергии
∆U
TR
i
M
m
∆⋅⋅=
2
.
После подстановки в эту формулу числовых значений величин и вычислений,
получим
.208 кДж
U
=
∆
Работу расширения газа определим по формуле, выражающей первое начало
термодинамики
,
A
U
Q
+
∆
=
откуда:
.
U
Q
A
∆
−
=
Подставив значения Q и ∆U, найдем
А=83 кДж.
Ответ: Q
≈ 291кДж; A = 83 кДж; ∆U=208кДж.
·
Задача 5.3. Тепловая машина работает по обратимому циклу Карно.
Температура нагревателя Т
1
=500 К. Определить КПД η
к
цикла и темпера-
туру Т
2
холодильника тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля
теплоты, полученной от нагревателя, машина совершает работу А=350 Дж. 
  ΔU-?, А-?                  его молярная теплоемкость при постоянном давле-

нии; ∆Т− изменение температуры газа при нагревании. Как известно, для
идеального газа

       CP= (i + 2) R,
              2
где R=8,31Дж/моль·К – универсальная газовая постоянная; i=5 – число
степеней свободы 2-х атомной молекулы водорода. Подставив это выражение
в формулу (5.2.1), получим:
              (i + 2)
     Q= m             R ∆T.
          M 2
Произведя вычисления по этой формуле, найдем
     Q= 0,2 ⋅ 5 + 2 ⋅ 8,31⋅100 =290850Дж ≈ 291кДж.
         2 ⋅10 −3 2
     [Q]= кг            Дж
                             К = Дж .
             кг / моль мольК
Внутренняя энергия выражается формулой
             m i
       U=     ⋅ R⋅T ,
             M 2
следовательно, изменение внутренней энергии
       ∆U = m ⋅ i R ⋅ ∆T .
              M 2
После подстановки в эту формулу числовых значений величин и вычислений,
получим
     ∆U = 208 кДж.
Работу расширения газа определим по формуле, выражающей первое начало
термодинамики
     Q = ∆U + A ,
откуда: A = Q − ∆U .
Подставив значения Q и ∆U, найдем
     А=83 кДж.
              Ответ: Q ≈ 291кДж; A = 83 кДж; ∆U=208кДж.·

       Задача 5.3. Тепловая машина работает по обратимому циклу Карно.
Температура нагревателя      Т1=500   К. Определить КПД   ηк   цикла и темпера-
туру   Т2   холодильника тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля
теплоты, полученной от нагревателя, машина совершает работу А=350 Дж.



                                        100

Страницы