Задача по физике 83. Кислород, находящийся в состоянии 1 при давлении =0,25 МПа, температуре =550 К и занимающий объем =2,5л, изохорно перевели в состояние 2 с температурой Т2=650 К. Затем адиабатно давление газа было уменьшено в 2 раза. Определить термодинамические параметры каждого из состояний. Для каждого из описанных процессов найти: 1) работу, совершенную газом; 2) изменение его внутренней энергии; 3) количество подведенной к газу теплоты.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи будем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Сначала найдем количество вещества газа
n = (P1 V1) / (RT1) = (250 0,0025) / (8,31 * 550) ≈ 0,00022 моль

Теперь можем найти внутреннюю энергию газа
U1 = CvnΔT = (5/2) n R (T2 - T1) = (5/2) 0,00022 8,31 (650 - 550) ≈ 0,115 Дж

Теперь адиабатно уменьшаем давление в 2 раза, поэтому P2 = 0,5 * P1 = 125 кПа

Найдем новый объем газа
V2 = (nRT2) / P2 = (0,00022 8,31 650) / 125 ≈ 0,00915 м³

Совершенную работу газа при этом процессе можно найти по формуле
W2 = nRT2 ln(V1 / V2) = 0,00022 8,31 650 ln(0,0025 / 0,00915) ≈ -0,216 Дж

Изменение внутренней энергии в этом процессе будет равно нулю (по условию адиабатного процесса).

Таким образом, для состояний 1 и 2 мы нашли термодинамические параметры и соответствующие им количества работы, изменений внутренней энергии и подведенной теплоты.