Найти количество теплоты, переданное 1 кг газа при постоянном давлении, изменение его внутренней энергии и механическую

Найти количество теплоты, переданное 1 кг газа при постоянном давлении, изменение его внутренней энергии и механическую работу внутреннего сгорания двигателя при увеличении температуры газообразных продуктов сгорания от 600 °C до 2000 °C. Удельные теплоемкости при постоянном давлении и объеме равны соответственно 1,25 кДж/(кг·К) и 0,96 кДж/(кг·К). (Ответ: 1,75 МДж; 1,34 МДж; 0,41 МДж)
Zhuzha

Zhuzha

Для решения данной задачи нам потребуется использовать законы термодинамики, а именно первый закон термодинамики, который гласит:

\[
\Delta U = Q - W
\]

где \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, \(Q\) - количество теплоты, переданной газу, \(W\) - механическая работа.

Для начала, найдем количество теплоты, переданное газу. Мы знаем, что удельная теплоемкость при постоянном давлении \(c_p\) равна 1,25 кДж/(кг·К). Теперь можно воспользоваться формулой:

\[
Q = m \cdot c_p \cdot \Delta T
\]

где \(m\) - масса газа (в данном случае 1 кг), \(\Delta T\) - изменение температуры газа.

Таким образом, подставляя известные значения, получаем:

\[
Q = 1 \, \text{кг} \cdot 1,25 \, \text{кДж/(кг·К)} \cdot (2000 - 600) \, \text{К}
\]

\[
Q = 1750 \, \text{кДж} = 1,75 \, \text{МДж}
\]

Итак, количество теплоты, переданное газу, равно 1,75 МДж.

Далее, найдем изменение внутренней энергии газа (\(\Delta U\)). По определению первого закона термодинамики, мы знаем, что:

\[
\Delta U = Q - W
\]

Так как газ сжимается при внутреннем сгорании двигателя, работа газа отрицательна. Поэтому механическая работа выражается как:

\[
W = -P \cdot \Delta V
\]

где \(P\) - давление газа, а \(\Delta V\) - изменение объема газа.

Для нахождения работы необходимо знать давление и объем газа. Однако эти данные в задаче не предоставлены. Поэтому, без дополнительной информации, мы не можем найти механическую работу.

Тем не менее, мы можем найти изменение внутренней энергии газа (\(\Delta U\)). Подставляя известные значения в уравнение первого закона термодинамики, получаем:

\[
\Delta U = 1,75 \, \text{МДж} - W
\]

Следовательно, изменение внутренней энергии газа равно:

\[
\Delta U = 1,75 \, \text{МДж}
\]

Итак, изменение внутренней энергии газа составляет 1,75 МДж.

Надеюсь, эта информация полезна. Если есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello