Физика \ Физика

Молекулярна фізика і термодинаміка, страница 6

А2 = 0.

Таким чином, повна робота, яку виконав газ, дорівнює

А = А1 + А2 = А1

Відповідно до першого закону термодинаміки теплота Q, яку передано газу, дорівнює сумі змінення внутрішньої енергії  DU  і роботи А:

        Q = DU + A.

Виконаємо розрахунки, маючи на увазі, що для кисню

М = 32 • 10-3 кг/моль

Т1 =

Т2  =

Т3 =

А1 = Дж = 0,4 МДж

DU =Дж =3,24 МДж

                               Q = (3,24 + 0,4) МДж = 3,64 МДж


Графік процесу показано на рис.6

          Приклад 8. У циліндрі під поршнем знаходиться водень масою m =0,02 кг при температурі Т1 = 300 К. Водень спочатку розширився адіабатно, збільшивши свій об’єм в n1=5 разів,  а потім його стиснули ізотермічно, об’єм газу при цьому зменшився в n2 = 5 разів. Знайти температуру в кінці адіабатного розширення і роботу, яку виконав газ при цих процесах. Накреслити графік процесів.

Розв’язання

Температури і об’єми газу при адіабатному процесі зв’язані між собою співвідношенням            або     

де  g - відношенння теплоємностей при сталому тиску та сталому                        об’ємі                                                   n1 =

Звідки одержимо слідуюче вираження для кінцевої температури

Т2 .

Робота А1 газу при адіабатному розширенні може бути визначена за формулою

А1  (Т1 -Т2),

де Сv - молярна теплоємність газу при сталому об’ємі. Робота А2 газу при ізотермічному процесі може бути визначена за формулою

А2         або              А2 ln,  

де                                                     n2

Зробимо обчислення, маючи на увазі, що для водню і = 5, g = 1,4; М= 2 . 10-3 кг/моль,

            Т2

А1 кДж

А2n кДж

Знак «мінус» показує, що при стисненні газу роботу виконують зовнішні сили. Графік процесу показаний на рис.7

Приклад 9. Теплова машина працює по оборотному циклу Карно. Температура нагрівника Т1 = 500 К. Визначити термічний ККД  циклу і температуру Т2 холодильника теплової машини, якщо за рахунок кожного кілоджоуля теплоти, одержаної від нагрівника, машина виконує роботу             А = 350 Дж.

Скачать файл