Решение подробное данной задачи Углекислый газ ,занимающий объем 4 м³ и имеющий начальную температуру 20°C, нагревается при постоянном объёме.При этом его давление повышается от 0,1МПа до 0,3 МПа. Затем газ адиабатно расширяется до 0,15 МПа. Определить количество теплоты , работу изменения объема , изменение внутренней энергии , изменение энтропии и энтальпии для каждого процесса . Изобразить процессы в p,v - и T,s - диаграммах.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

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

Для начального состояния: P1 = 0,1 МПа, T1 = 20°C = 293,15
Для конечного состояния: P2 = 0,3 МПа, T2 - неизвестно

Используя уравнение состояния идеального газа, найдем температуру для конечного состояния
P1/T1 = P2/T
T2 = P2 T1 / P1 = 0,3 293,15 / 0,1 = 879,45 K

Теплота, подведенная к газу
Q1 = n Cv (T2 - T1)

Для начального состояния: P2 = 0,3 МПа, T2 = 879,45
Для конечного состояния: P3 = 0,15 МПа, T3 - неизвестно

Для адиабатного процесса выполняется соотношение: P V^γ = const, где γ - показатель адиабаты
Также изоэнтропийный процесс: T V^(γ-1) = const

Для нахождения конечной температуры используем формулу
T3 = T2 (P3 / P2)^((γ-1)/γ) = 879,45 (0,15 / 0,3)^(0,4) ≈ 585,3 K

Изменение внутренней энергии
ΔU = n Cv (T3 - T2)

Работа изменения объема
W = n Cv T2 (V3 - V2) = n Cv T2 V2 * ((P2 / P3)^(1/γ) - 1)

Изменение энтропии
ΔS = n R ln(P3/P2)

Изменение энтальпии
ΔH = ΔU + P * ΔV

Графическое изображение процессов можно построить на p-v и T-s диаграммах, представляющих соответственно зависимости давления от объема и температуры от энтропии.

Итак, рассчитаны все параметры для каждого из процессов.