В результате адиабатного расширения, объем кислорода массой t=3,2 г, при температуре ty=20°С, снизился с давления Р=1,0

В результате адиабатного расширения, объем кислорода массой t=3,2 г, при температуре ty=20°С, снизился с давления Р=1,0 до Р=0.38 МПа. Определите: 1) во сколько раз увеличился объем; 2) окончательную температуру Т2 в конце процесса; 3) количество теплоты О, которое необходимо добавить газу при постоянном объеме, чтобы достичь заданной температуры.
Magnitnyy_Marsianin_6472

Magnitnyy_Marsianin_6472

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа: \(PV = nRT\), где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

У нас даны начальные условия: объем \(V_1\) и масса \(m\) кислорода, давление \(P_1\) и температура \(T_1\) до адиабатного расширения.

1) Для определения во сколько раз увеличился объем, воспользуемся соотношением \(\frac{{V_2}}{{V_1}} = \frac{{P_1}}{{P_2}}\), где \(V_2\) - конечный объем, \(P_2\) - конечное давление. Подставим известные значения: \(P_1 = 1,0 \, \text{МПа}\), \(P_2 = 0.38 \, \text{МПа}\). Получим:

\[\frac{{V_2}}{{V_1}} = \frac{{1,0 \, \text{МПа}}}{{0.38 \, \text{МПа}}}\]

2) Чтобы определить окончательную температуру \(T_2\) в конце процесса, воспользуемся соотношением \(\frac{{T_2}}{{T_1}} = \frac{{P_2}}{{P_1}}\) для адиабатного процесса (когда нет обмена теплом):

\[\frac{{T_2}}{{T_1}} = \frac{{P_2}}{{P_1}}\]

Подставим известные значения: \(P_1 = 1,0 \, \text{МПа}\), \(P_2 = 0.38 \, \text{МПа}\), \(T_1 = 20°C\). Получим:

\[\frac{{T_2}}{{20°C}} = \frac{{0.38 \, \text{МПа}}}{{1,0 \, \text{МПа}}}\]

3) Чтобы определить количество теплоты \(Q\), которое необходимо добавить газу при постоянном объеме, чтобы достичь заданной температуры, воспользуемся первым законом термодинамики: \(Q = \Delta U + A\), где \(Q\) - теплота, \(\Delta U\) - изменение внутренней энергии газа, \(A\) - работа, совершенная газом.

Поскольку процесс адиабатный (без теплообмена), то \(\Delta U = Q\), следовательно:

\[Q = Q + A\]

Поскольку выполнено условие постоянного объема, \(A = 0\), значит \(Q = 0\).

Таким образом:

1) Во сколько раз увеличился объем: \(\frac{{V_2}}{{V_1}} = \frac{{1,0 \, \text{МПа}}}{{0.38 \, \text{МПа}}}\).
2) Окончательная температура: \(\frac{{T_2}}{{20°C}} = \frac{{0.38 \, \text{МПа}}}{{1,0 \, \text{МПа}}}\).
3) Количество теплоты, необходимое для достижения заданной температуры: \(Q = 0\).

Обратите внимание, что полученные значения \(V_2\), \(T_2\) и \(Q\) зависят от начальных условий \(V_1\), \(P_1\) и \(T_1\), которые не указаны в задаче. Если вы предоставите эти данные, я смогу выполнить соответствующие расчеты.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello