Меню

В процесс изохорного охлаждения давление газа уменьшилось в 3 раза

Пожалуйста, очень нужна помощь по изопроцессам!

1) При изотермическом процессе объём газа увеличивается в 36 раз, а давление уменьшилось на 100 кПа. Определите конечное давление газа.

2) В процессе изобарного нагревания объём газа увеличился в 9 раз. На сколько градусов нагрели газ, если его начальная температура равна 27 градусам?

3) В процессе изохорного охлаждения давление газа уменьшилось в 3,3 раза. Какой была начальная температура газа, если конечная температура стала равной 57 градусов?

4) В закрытом сосуде нагревали газ от 30 градусов до 180, при этом давление газа увеличилось с 100кПа. Найтиде конечное давление газа в сосуде.

Задача №1. Дано: T = const; V2 = 36 V1; Δ p = — 100 кПа; Определить p2 — ?Решение. Изотермический процесс описывается законом Бойля-Мариотта: при постоянной температуре произведение давления газа на занимаемый им объем остаётся величиной постоянной. pV = const; Давление равно p2 = p1 — Δ p; p1 = p2 + Δ p ; Тогда (p2 + Δ p)*V1 = p2*V2; Развернём и упростим: p2*V1 = p2*V2 — Δ p*V1; p2 = Δ p*V1 /(V2 – V1); p2 = 100*/35 = 2,857 = 2,9 (кПа) округлено= 3 кПа (ещё более округлено). Ответ: р2 = 3 кПа.

Задача №2. Дано: p = const; V2 = 9V1; t1 = 27 град C; Δt — ?Решение. Процесс измененич состояния термодинамической системы при постоянном давлении называется изобарным. Если давление газа не меняется, то отношение объёма газа к температуре остаётся постоянным. Этот закон называется законом Гей-Люссака. V = const*T; Для двух состояний газа закон можно переписать так: V1/T1 = V2/T2; Температура должна быть выражена в абсолютной термодинамической шкале (в Кельвинах; К). T = t + 273;
Т = 27 + 273 = 300 К; Вычисления : T2 = T1*V2/V1 T2 = 300*9V1/V1 = 2700 (K). Выразим по шкале Цельсия: t = T – 273 ; t2 = 2700 – 273 = 2427 град С. Находим, на сколько градусов нагрели газ: Δt = t2 – t1 = 2427 – 27 = 2400 (град С); Ответ: газ нагрели на 2400 град .
Задача №3. Дано: V = const; p1 = 3,3 p2; t2 = 57 град; Определить t1 — ?Решение: Изохорным называется такой процесс изменения состояния газа, который происходит при постоянном объёме. Описывается законом Шарля. p/T = const; Перепишем его применительно к предложенной задаче: p1/T1 = p2/T2; T1 = p1*T2/p2 ; Выразим температуру по шкале Кельвина T2 = 57 + 273 = 330 (К); Т1 = p1*330/(p1/3,3) = 1089 (K). Выразим по шкале Цельсия: t1 = 1089 – 273 = 816 (град С). Ответ: газ имел начальную температуру t1 = 816 (град С).

Читайте также:  Метрологические стенды для поверки калибровки и ремонта приборов давления

Задача №4. Дано: V = const; t1 = 30 град С; t2 =180 град С; p1 = 100 Па; Определить p2 — ?Решение. Выразим обе температуры по шкале Кельвина. T = t + 273; Т1 = 30 + 273 = 303 (К); Т2 = 180 + 273 = 453 (К). Сосуд закрытый. Объём не меняется. Значит, процесс изохорный. Применяем закон Шарля. p1/T1 = p2/T2; p1/T1 = p2/T2; Отсюда p2 = p1*T2/T1; p2 = 100*453/303 = 150 (кПа) – округлено. Ответ: давление газа стало равным р2 = 150 кПа. Успеха вам и «питёрки»!

Источник

Упражнение 15

Решение упражнений к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева

1. Как изменится внутренняя энергия одноатомного идеального газа, если его давление увеличится в 3 раза, а объем уменьшится в 2 раза?

2. Термодинамической системе передано количество теплоты 200 Дж. Как изменилась внутренняя энергия системы, если при этом она совершила работу 400 Дж?

3. Стержень отбойного молотка приводится в движение сжатым воздухом. Масса воздуха в цилиндре за время хода поршня меняется от 0,1 до 0,5 г. Считая давление воздуха в цилиндре и температуру (27⁰C) постоянными, определите работу газа за один ход поршня. Молярная масса воздуха М = 0,029 кг/моль.

4. На одинаковые газовые горелки поставили два одинаковых плотно закупоренных сосуда вместимостью по 1 л. В одном сосуде находится вода, а в другом — воздух. Какой сосуд быстрее нагревается до 50 °С? Почему?

5. Предложен следующий проект вечного двигателя (рис. 13.12). Закрытый сосуд разделен на две половинки герметичной перегородкой, сквозь которую пропущены трубка и водяная турбина в кожухе с двумя отверстиями. Давление воздуха в нижней части больше, чем в верхней. Вода поднимается по трубке и наполняет открытую камеру. В нижней части очередная порция воды выливается из камеры турбины, подошедшей к отверстию кожуха. Почему данная машина не будет работать вечно?

Читайте также:  Что обозначает третья цифра при измерении давления

6. Положительна или отрицательна работа газа в процессах 1—2, 2—3 и 3—1 на рисунке 10.5? Получает газ тепло или отдает в каждом из этих процессов?

7. Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания гелия массой 4 кг на 100 К?

8. Вычислите увеличение внутренней энергии водорода массой 2 кг при изобарном его нагревании на 10 К. (Удельная теплоемкость водорода при постоянном давлении равна 14 кДж/(кг• К).)

9. В цилиндре компрессора сжимают идеальный одноатомный газ, количество вещества которого 4 моль. Определите, насколько поднялась температура газа за один ход поршня, если при этом была совершена работа 500 Дж. Процесс считайте адиабатным.

10. В калориметре находится вода массой 0,4 кг при температуре 10 °С. В воду положили лед массой 0,6 кг при температуре -40 ⁰С. Какая температура установится в калориметре, если его теплоемкость ничтожно мала?

11. Какой должна быть температура нагревателя, для того чтобы стало возможным достижение значения КПД тепловой машины 80%, если температура холодильника 27 °С?

12. В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты (Q1 = 1,5 •10 6 Дж, передано холодильнику Q2 = -1,2 • 10 6 Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.

Источник

Adblock
detector