Закрытый баллон вместимостью 0,8 м3 запол- нен азотом под давлением 2,3 МПа при температуре 20 С. Количество теплоты, переданное газу, равно 4,5

МДж. Определить температуру и давление газа в конце процесса.

Ответы

Сейчас на сайте
По первому закону термодинамики Q=U+A1
Q — количество теплоты
U-изменение внутренней энергии
V=0,8 м3 A1 – работа газа
p1=2,3 МПа т.к. газ в закрытом баллоне, то процесс изохорный 
t1=20 С v -const, постоянный объём.
Q=4,5 МДж тогда A1 – работа газа =0
Азот тогда первый закон термодинамики Q=U
вся теплота ушла на измерение внутренней энергии.
T2-?
U=U1+U2 или U=5/2vR T2-T1 

p2-?
C другой стороны U=5/2vR и согласно уравнения 

Менделеева-Клапейрона pV=vRT коэффициент 5/2
Взяли из-за двухатомного газа азота (5 степеней свободы у молекулы газа: 3 поступательного движения 2 вращательного .
U=5/2pV, или U=5/2p1V1 U=5/2p2V2
U=5/2V(p2 – p1), объём постоянный .
U=Q Q=5/2V(p2 – p1) 
p2 – p1=2Q/5V в системе CU Q=4,5*106Дж
p2=2Q/5V + p1 p1=2,3*106Па
p2=2*4,5*106Па/0,8 м3+2,3*106Па=13,55*106Па
по уравнению Менделеева-Клапейрона pV=vRT, p1 V1=vRT1; v= p1V1/ RT1
U=5/2vR 

U=5/2 p1V1/ RT1*R = 5/2 p1V1 T1; U=Q 

Q= 5/2 p1V1 T1 ;=2Q T1/5 p1V1 в системе CU T1=273+t1=293K

= 2*4,5*106Дж*293К /5*2,3*106Па*0,8м3=286.6 К
=Т2 – Т1, Т2= + Т1 =286,6 К +293 К = 580 К

Ответ: Т2=580 К; р2=13,55 *106Па
08.10.16
Рекомендуем личную консультацию

Михаил Александров

Сейчас на сайте
Помогу подготовиться к работам и экзаменам (ЕГЭ, ГИА), сделать домашние задания, в том числе и вузовский курс (кроме теории вероятности и статистики), проконсультирую и настрою на систему обучения
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Физика