Меню

Газ адиабатно сжимается как изменяются при этом температура и давление

Занятие 38. Работа идеального газа

В занятии 37 говорилось о том, что тепло, сообщённое идеальному газу, находящемуся в сосуде под поршнем, идёт на увеличение его внутренней энергии и на совершение газом работы против внешних сил (первый закон термодинамики):

Этот закон строго применим для идеального газа, находящегося в состоянии термодинамического равновесия (когда температура и давление одинаковы во всех частях объёма сосуда).

На следующем рисунке показана зависимость давления от объёма

идеального газа. Каждая точка графика соответствует равновесному состоянию газа при его переходе из начального равновесного состояния 1 в конечное равновесное состояние 2. Переход газа из одного равновесного состояния в другое называется процессом .

Процесс, состоящий из равновесных состояний называется равновесным или квазистатическим . Равновесный процесс является обратимым , то есть он может быть проведён в обратном направлении (от равновесного состояния 2 к состоянию 1).

Всякий реальный процесс связан с отклонением от равновесного, но чем медленнее он протекает, тем меньше его отклонение от равновесного.

При малом изменении объёма газа совершается малая работа

На рисунке она изображена малой заштрихованной площадью.

При увеличении объёма газа от начального до конечного совершённая газом работа численно равна всей заштрихованной площади.

Если газ переходит из состояния 1 в состояние 2 через другие промежуточные состояния (если график перехода другой), то он совершает другую работу (согласно рисунка, меньшую работу).

Таким образом, совершаемая газом работа зависит от характера процесса его перехода из состояния 1 в состояние 2.

При адиабатном расширении газа из состояния 1 давление падает быстрее, чем при изотермическом расширении, так как при адиабатном расширении температура газа уменьшается. Поэтому график адиабаты при расширении газа идёт ниже графика изотермы.

Если газ сжимать из состояния 1, то график адиабаты пройдёт выше графика изотермы из — за повышения температуры газа при адиабатном сжатии.

Подумайте над решением следующих задач:

Какую работу совершил моль идеального одноатомного газа при изобарическом нагревании, если его плотность уменьшилась в 2 раза? Начальная температура газа 300 К. Ответ: 2,5 кДж

При адиабатном расширении 1 кг азота совершена работа 300 Дж. На сколько градусов изменилась при этом температура газа? Ответ: понизилась на 0,4 К

Подпишитесь на канал. Сообщите школьникам и студентам о его существовании.

Предыдущая запись: задачи 1 — 3 к занятию 37

Следующая запись: задачи 1 — 4 к занятию 38

Ссылки на занятия по другим темам даны в Занятии 1 .

Источник

Адиабатный процесс

,

Зависимости между начальными и конечными параметрами процесса:

Между p и v: , (10.1)

между T и v: , (10.2)

между p и T: . (10.3)

Работу 1 кг газа находят по следующим формулам:

; (10.4)

; (10.5)

; (10.6)

. (10.7)

Для определения работы кг газа нужно в формулах (9.4), (9.5) и (9.7) заменить удельный объем v общим объемом V газа.

Читайте также:  Давление норма по возрастам у женщин в состоянии покоя

(10.8)

; (10.9)

. (10.10)

Формула (9.6) для M кг газа примет следующий вид:

;

Уравнение первого закона для адиабатного процесса имеет вид:

, (10.12)

следовательно, или , т.е. изменение внутренней энергии газа и работа адиабатного процесса равны по величине и противоположны по знаку.

Изменение внутренней энергии идеального газа в адиабатном процессе может быть также выражено уравнением:

. (10.13)

Задачи

10.1. 1 кг воздуха при начальной температуре t1=30 °С и давлении Р1=0.1 МПа сжимается адиабатно до конечного давления Р2=1 МПа.

Определить конечный объем, конечную температуру и затрачиваемую работу.

Из соотношения параметров в адиабатном процессе находим

Принимая к=1.4 , получаем

Т2=303∙10 0.4/1.4 =303∙10 0.286 =303N;

lgN=lg 10 0.286 =0.286lg10=0.286;

Значение величины (Р21) к-1/к для адиабатного сжатия при р2/p1=10 величина (Р21) к-1/к =1.931.

Затраченная работа по уравнению (9.6)

Конечный объем определяется из уравнения состояния

10.2. 1 кг воздуха при температуре t1=15°С и начальном давлении Р1=0.1 МПа адиабатно сжимается до 0.8 МПа.

Найти работу , конечный объем и конечную температуру.

Ответ: t2=248°С; v2=0.187 м 3 /кг; L=-167.2 кДж/кг.

10.3. Воздух при давлении Р1=0.45 МПа, расширяясь адиабатно до 0.12 МПа, охлаждается до t2=-45 °С.

Определить начальную температуру и работу, совершенную 1 кг воздуха.

10.4. 1 кг воздуха, занимающий объем v1=0.0887 м 3 /кг при Р1=1 МПа, расширяется до 10-кратного объема.

Получить конечное давление и работу, совершенную воздухом, в изотермическом и адиабатном процессах.

Ответ: 1). Т=const; Р2=0.1МПа ; L=204 кДж/кг; 2). dQ=0; p2=0.04 МПа; L=133.5 кДж/кг.

10.5. Воздух при температуре t1=25 °С адиабатно охлаждается до t2=-55 °С; давление при этом падает до 0.1 МПа.

Определить начальное давление и работу расширения 1 кг воздуха.

Ответ: Р1=0.3 МПа; L=57.4 кДж/кг.

10.6. Адиабатным сжатием повысили температуру воздуха в двигателе так, что она стала равной температуре воспламенения нефти, объем при этом уменьшился в 14 раз.

Определить конечную температуру и конечное давление воздуха, если Р1=0.1 МПа и t1=100 °С.

Конечную температуру определяем по формуле:

Конечное давление находим из уравнения (91)

10.7. Работа, затраченная на адиабатное сжатие 3 кг воздуха, составляет 471 кДж. Начальное состояние воздуха характеризуется параметрами: t1=15 °С; Р1=0.1 МПа.

Определить конечную температуру и изменение внутренней энергии.

Ответ: t2=234 °С ; DU=-471 кДж.

10.8. 1 м 3 воздуха при давлении 0,095 МПа и начальной температуре 10°С сжимается по адиабате до 0,38 МПа.

Определить температуру и объем воздуха в конце сжатия и работу, затраченную на сжатие.

Ответ: t2=148 °С, V2=0.373 м 3 , L=-117 кДж.

10.9. 1 кг воздуха при температуре t1=17°С сжимается адиабатно до объема, составляющего 1/5 начального, а затем расширяется изотермически до первоначального объема.

Читайте также:  Систолического артериального давления сад

Определить работу, произведенную воздухом в результате обоих процессов.

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 205 ; Нарушение авторских прав

Источник

Газ адиабатно сжимается. Как изменяются при этом температура Tи давление ρ газа? А. T и ρ увеличиваются. Б. T

увеличивается, ρ уменьшается.

В. T уменьшается, ρ увеличивается.

Г. T и ρ уменьшаются.

Д. T остается неизменной, ρ увеличивается.

Е. T остается неизменной, ρ уменьшается

Газ адиабатно сжимается. Как изменяются при этом температура Tи давление ρ газа?

Другие вопросы из категории

Читайте также

2) Какое вещество при комнатной температуре находится в кристаличном состоянии : смола; вода; кислород; алмаз?

б)при деформации тела изменилось только взаимное расположение молекул.изменилась ли при этом температура тела?

1. Температура тела зависит от…
А. скорости его движения​Б. его массы
В. количества молекул в теле​Г. энергии движения частиц тела
2. Кислород превратили в жидкость. Что произошло при этом с молекулами кислорода?
А. они уплотнились, стали двигаться медленнее
Б. они сжались и сделались меньшего размера
В. двигаясь все медленнее, они перестали перемещаться
Г. ничего с ними не произошло
3. Как внутренняя энергия тела зависит от его механической энергии?
А. она тем больше, чем больше кинетическая энергия
Б. внутренняя энергия тела увеличивается с ростом его потенциальной энергии
В. она уменьшается при увеличении и кинетической, и потенциальной энергии тела
Г. внутренняя энергия тела не зависит от его механической энергии
4. Воду охладили от 50 0С до 0 0С. Какая и как изменилась при этом энергия воды?
А. внутренняя энергия; уменьшилась​Б. механическая энергия; уменьшилась
В. внутренняя энергия ; увеличилась​Г. механическая энергия; увеличилась
5. В сосуде находятся равные массы одного и того же газа при комнатной температуре. В каком из них его внутренняя энергия наибольшая?
А. №1
Б. №2
В. №3
6. В каких приведенных здесь случаях внутренняя энергия тела изменяется?
А. ведро с водой поднимают и ставят на табуретку​
Б. чайник с водой подогревают на плите
В. кусок резины сжимают
Г. камешек забрасывают на крышу
7. В теплоизолированную камеру помещены два стальных бруска. Один имеет температуру – 25 0С, другой – 300С. У какого из них внутренняя энергия больше? Выше какой температуры не сможет установиться температура бруска, получающего теплоту?
А. первого; — 25 0С​Б. второго; — 25 0С
В. первого; теплообмен при отрицательных температурах происходить не будет
Г. второго; — 30 0С
8. Наименьшей теплопроводностью вещество обладает в …
А. твердом состоянии​Б. жидком состоянии​В. газообразном состоянии
Г. теплопроводность каждого вещества во всех состояниях одинакова
9. Внутренняя энергия при конвекции…
А. передается при взаимодействии молекул
Б. переносится струями жидкости или газа
В. распространяется вследствие излучения нагретыми слоями жидкости или газа

Читайте также:  Стерилизатор для стерилизации водяным насыщенным паром под давлением

10. На 50 0С нагреты два куска стали: один массой 0,5 кг, другой массой 1,5 кг. Какому из них сообщили большее количество теплоты? Во сколько раз?
А. первому; 3 раза​Б. второму; 3 раза​В. первому; 6 раз​Г. второму; 6 раз
11. Удельная теплоемкость алюминия 420 . Что это значит?
А. что для нагревания 1 кг алюминия нужно 420 Дж
Б. что для нагревания 1 кг алюминия на 1 0С требуется 420 Дж
В. что для нагревания 1 кг алюминия на 1 0С необходимо количество теплоты, равное 420 Дж
12. Удельная теплоемкость стали 500 . Какое количество теплоты придется сообщить стальному бруску массой 1 кг, чтобы повысить его температуру на 20 0С?
А. 25 Дж​Б. 25 кДж​В. 10 Дж​Г. 10 кДж
13. Чугунную деталь массой 0,4 кг нагрели от 25 0С до 175 0С. Какое количество теплоты пошло на это?
А. 16200 Дж​Б. 1620 Дж​В. 32400 Дж​Г. 3240 Дж
14. Цинковое ведро с 5 л воды, нагретое до 50 0С, остудили до 10 0С. Сколько теплоты выделилось при этом? Масса ведра 250 г.
А. 844000 Дж​Б. 84400 Дж​В. 836000 Дж​Г. 880000 Дж
15. Температуру чугунной плиты повысили на 60 0С. На это израсходовали 648000 Дж энергии. Какова масса плиты?
А. 200 кг​Б. 20 кг​В. 108 кг​Г. 10,8 кг
16. Установлено, что 1 кг бензина при полном сгорании выделяет 4,6·107 Дж. Какова удельная теплота сгорания бензина?
А. 9,2·107 ​Б. 92·107 ​В. 46·107 ​Г. 4,6·107
17. Какой формулой пользуются для расчета количества теплоты, выделяющейся при сгорании топлива?
А. ​Б. ​В.
18. В каком случае выделится большее количество теплоты, если сжечь 3 кг сухих дров (№1) или 1 кг антрацита (№2)?
А. №1​Б. №2​В. выделяются равные количества теплоты
19. Закон сохранения механической энергии выражается формулой…
А. ​Б. ​В.
20. Закон сохранения и превращения энергии говорит о том, что…
А. во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает, а превращается из одного вида в другой
Б. внутренней энергией обладают все тела
В. полная механическая энергия в отсутствии сил трения постоянна

нормальных условиях плотность кислорода: A. Больше плотности водорода. Б. Меньше плотности водорода. B. Равна плотности водорода.

3.В цилиндре с поршнем произошло увеличение давления газа больше до-пустимого за счет увеличения температуры. Как можно установить прежнее давление? A. Увеличением объема цилиндра или уменьшением массы газа. Б. Только уменьшением массы газа. B. Только увеличением объема цилиндра.

Источник

Adblock
detector