Які роботу виконали гази, які розширюються без теплообміну з оточуючим

Question

Физика: Які роботу виконали гази, які розширюються без теплообміну з оточуючим середовищем, якщо температура газу зменшилась на 20°C?

Viktoriya · Accepted Answer

Відповідно до ідеального газового закону, гази, які розширюються без теплообміну з оточуючим середовищем, виконують роботу. Ця робота визначається зміною об"єму газу та внутрішньою енергією газу. Щоб обчислити роботу, треба знати початковий і кінцевий об"єм газу та його температуру.

Для того, щобі обчислити роботу, спочатку треба визначити зносчення внутрішньої енергії газу. Зниження температури на 20°C означає, що Т_кінцева = (Т_початкова - 20°C).

Скористаємося наступним співвідношенням для обчислення роботи:

W = \frac{n R (T_{к} і н ц е в а - T_{п} о ч а т к о в а)}{γ - 1}

де n - кількість речовини газу, R - універсальна газова стала, γ - політропний експонент газу.

Оскільки у нас немає вказівки щодо цих параметрів, передбачимо, що нам надані умови для молярної кількості газу (n=1), універсальної газової сталої (R≈8.314), та політропного експонента газу (γ=1.4, це значення часто використовується для багатьох газів).

Підставимо ці значення в формулу і обчислимо роботу:

W = \frac{1 \cdot 8.314 \cdot (T_{к} і н ц е в а - T_{п} о ч а т к о в а)}{1.4 - 1}

W = 8.314 \cdot \frac{T_{к} і н ц е в а - T_{п} о ч а т к о в а}{0.4}

Тепер підставимо дані. Припустимо, що початкова температура газу була 100°C. Тоді

T_{п} о ч а т к о в а = 100 ° C

T_{к} і н ц е в а = 100 ° C - 20 ° C = 80 ° C

W = 8.314 \cdot \frac{80 - 100}{0.4} = - 415.7 Д ж

Отже, газ, який розширюється без теплообміну з оточуючим середовищем, виконав роботу величиною -415.7 Дж. Зважаючи на знак "мінус", можна сказати, що газ віддав свою енергію оточуючому середовищу під час розширення.

Які роботу виконали гази, які розширюються без теплообміну з оточуючим середовищем, якщо температура газу зменшилась

Viktoriya

О проекте

Предметы

Задать вопрос

Привет!