Каков будет объем выхлопных газов в атмосфере, после того как они охладятся до 0°C, если их температура и давление

Для решения данной задачи воспользуемся законом Гей-Люссака. Этот закон гласит, что при неизменном количестве газа его давление и температура прямо пропорциональны.

Итак, в нашем случае имеем две пары значений (температура и давление) - момент открытия выпускного клапана и охлаждение до 0°C, а также объем газа.

Сначала надо привести температуры к абсолютной шкале, поскольку закон Гей-Люссака применяется к температуре в Кельвинах. Для этого прибавим 273 (так как 0 °C = 273 К) к обеим температурам:

Температура в момент открытия выпускного клапана: \(T_1 = 1000°C + 273 = 1273 K\)

Температура при охлаждении: \(T_2 = 0°C + 273 = 273 K\)

Теперь можем приступить к расчетам. Воспользуемся законом Гей-Люссака:

\(\frac{{P_1}}{{T_1}} = \frac{{P_2}}{{T_2}}\)

Где:

\(P_1\) - давление в момент открытия выпускного клапана (0,5 МПа = 500 кПа)

\(P_2\) - давление после охлаждения до 0°C (давление атмосферы = 100 кПа)

Расчитаем \(P_2\):

\(\frac{{500 \cdot 1273}}{{273}} = P_2\)

\(P_2 = 2337,3 кПа\)

Объем газа в момент открытия клапана равен объему цилиндра в двигателе:

\(V_1 = 940 см³\)

Теперь найдем искомый объем газа после охлаждения до 0°C, используя измененный закон Гей-Люссака:

\(\frac{{P_1 \cdot V_1}}{{T_1}} = \frac{{P_2 \cdot V_2}}{{T_2}}\)

Расчитаем \(V_2\):

\(\frac{{500 \cdot 940}}{{1273}} = \frac{{2337,3 \cdot V_2}}{{273}}\)

\(711,03 = \frac{{2337,3 \cdot V_2}}{{273}}\)

\(2337,3 \cdot V_2 = 711,03 \cdot 273\)

\(V_2 = \frac{{711,03 \cdot 273}}{{2337,3}}\)

\(V_2 \approx 82,84 см³\)

Итак, объем выхлопных газов после охлаждения до 0°C составит около 82,84 см³.