Задача по физике Одноатомный газ, содержащий количество вещества ν = 0,1 кмоль, под давлением p1 = 100 кПа занимал объем V1 = 5 м3. Газ сжимался изобарно до объема V2 = 1 м3, затем сжимался адиабатно и расширялся при постоянной температуре до начальных объема и давления. Найти: 1) температуры T1, T2, объемы V1, V2 и давление p3, соответствующее характерным точкам цикла; 2) количество теплоты Q1, полученное газом от нагревателя; 3) количество теплоты Q2, переданное газом охладителю.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Для одноатомного идеального газа можно использовать уравнение состояния: pV = nRT, где p - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

При начальных условиях:
p1V1 = nRT1,
1005 = 0,18,31*T1,
T1 = 600 K.

После первого этапа газ сжимается изобарно:
T1 = T2 = 600 K, V1 = 5 м^3, V2 = 1 м^3.

После второго этапа газ сжимается адиабатно:
PV^γ = const, где γ - показатель адиабаты.
Для одноатомного газа γ = 5/3.
Так как процесс адиабатный, то pV^γ = const -> p1V1^γ = p2V2^γ ->
1005^(5/3) = p35.

Отсюда найдем давление p3:
p3 = 493,5 кПа.

2) Количество теплоты Q1, полученное газом от нагревателя, равно работе газа на этом этапе:
Q1 = p1(V2-V1)/(γ-1) = 100*(1-5)/(5/3-1) = -200 Дж.

3) Количество теплоты Q2, переданное газом охладителю, равно работе газа на этом этапе:
Q2 = p3(V1-V2)/(γ-1) = 493,5*(5-1)/(5/3-1) = 1323,6 Дж.