Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

При изохорном процессе нагревания или охлаждения газа (прямые 1-2 и 1-3) элементарная работа не совершается ( ).

Все количество теплоты δ Q, подводимое к газу, идет на изменение его внутренней энергии: .

Если - молярная теплоемкость газа при постоянном объе­ме, то

, ,                                       = .

Следовательно, для произвольного равновесного процесса в идеальном газе первое начало термодинамики может иметь вид:

= + ,

где — молярная теплоемкость идеального газа в данном процессе.

При изотермическом процессе в идеальном газе его внутренняя энергия не изменяется, так как .

=0, .

Все количество теплоты , сообщаемое газу, расходу­ется на совершение газом работы А_1-2 против внешних сил:

= .

 Изобарный процесс нагревания (прямая 1-2) или охлаждения (прямая 1-3). Элементарная работа δА, совершаемая идеальным газом в изобарном процессе,

(где использовано выражение  уравнения Менделеева-Клапейрона при p=const).

Следовательно, универсальная газовая постоянная R численно равна работе, совершаемой одним молем идеального газа при изобарном нагревании на один градус.

Работа А_1-2, совершаемая газом в процессе изобарного расширения, изображается заштрихованной площадью. Для идеального газа работа

=  или   .

Элементарное количество теплоты δQ, сообщаемое газу в изобарном процессе,

, где - молярная теплоемкость газа при постоянном давлении.

Если в ин­тервале температур от T ₁ до Т₂, величину  можно считать постоянной, то коли­чество теплоты , которое подводится (или отводится) к газу (от него),

= .

Следовательно, для изобарного процесса в идеальном газе первое начало термодинамики может иметь вид:

= + .

Уравнение Майера : = + .

Смысл уравнения Майера заключается в том, что при изобарном нагре­вании газа на один градус к газу должно быть подведено большее количество теплоты, чем для такого же изохорного нагревания. Разность количеств теплоты должна быть равна работе, совершенной газом при изобарном расши­рении.

Адиабатный процесс - процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой.

Система приближается по свойствам к адиабатически изолированной, если происходит столь быстрое изменение ее состояния, что за время процесса не успе­вает произойти теплообмен системы с внешней средой.

При адиабатном процессе давление изменяется с изменением объема резче, чем при изотермическом процес­се.

При адиабатном расширении уменьшается температура газа, и его давление падает быстрее, чем при соответствующем изотермическом расширении. При адиабатном сжатии газа его давление возрастает быстрее, чем при изотермическом сжатии. Это связано с тем, что увеличение давления происходит за счет умень­шения объема газа и в связи с возрастанием температуры.

Работа А1-2, совершаемая газом при адиабатном процессе 1-2 измеряется заштрихованной площадью.

Адиабатный  процесс происходит при условии δQ=0.

Следовательно: .

Для элементарной работы δА и бес­конечно малого изменения dU внутренней энергии первый закон термодинамики имеет вид:

.

При адиабатном процессе работа совершается идеальным газом за счет убыли его внутренней энергии

.

Уравнение Пуассона справедливо для равновесного адиабатного процесса:

pV^γ = const или = ,

 - давление, [Па];

V - объем, [ м³];

Т - абсолютная температура, [К],

- показатель адиабаты ,

,   -  молярная теплоемкость газа при постоянном давлении;

,   -  молярная теплоемкость газа при постоянном объеме;

i – число степеней свободы;

R = 8,31 Дж/(моль∙ К) – универсальная газовая постоянная.

2.14.В закрытом сосуде находится смесь азота массой 56 г и кислорода массой 64 г. Определите изменение внутренней энер­гии этой смеси, если ее охладили на 20 °С.

2.15.Два моля двухатомного идеального газа, который находится при температуре 289 К нагревают при постоянном объеме. Определите количество теплоты, которое необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его давление в 3 раза.       [24 кДж]

2.16.При изотермическом расширении водорода массой 1г, имевшего температуру 280 К, объем газа увеличился в три раза. Определите работу расширения газа и полученное газом количество теплоты. [1,28 кДж; 1,28 кДж]

2.17.При изобарном нагревании двух молей некоторого идеального газа на 90 К ему было сообщено количество теплоты 2,1 кДж. Определите: 1) работу, совер-шаемую газом, 2) изменение внутренней энергии газа. [1) 1,5кДж; 2) 0,6 кДж]

2.18.При изотермическом расширении кислорода, содержавше­го количество вещества 1 моль и имевшего температуру 300 К, газу было передано количество теплоты 2 кДж. Во сколько раз увеличился объем газа? [2,23]

2.19.Расширяясь, водород совершил работу 6 кДж. Определите количество теплоты, подведенное к газу, если процесс протекает: 1) изобарно,                      2) изотермически. [1)21 кДж; 2) 6 кДж]

2.20. На рисунке представлена p,V-диаграмма, на которой изображены два циклических процесса. Чему равно отношение работ А_I/А_II, совершенных в этих циклах?

2.21.Автомобильная шина накачена до давления 220 кПа при температуре  290К. Во время движения она нагрелась до тем­пературы 330 К и лопнула. Считая процесс, происходящий после повреждения шины, адиабатным, определите изменение температуры вышедшего из нее воздуха. Внешнее давление воздуха равно 100 кПа. [66 К]

2.22.Кислород массой 10 г, находящийся при температуре 370 К, адиабатически расширяется и его давле­ние уменьшилось в 4 раза. В результате последующего изотермиче­ского процесса газ сжимается до первоначального давления. Опреде­лите: 1) температуру газа в конце процесса; 2) количество теплоты, от­данное газом; 3) приращение внутренней энергии газа; 4) работу, со­вершенную газом. [1)249 К; 2)896 Дж; 3)- 786 Дж;4)-110 Дж]

2.23.Пользуясь рисунком, найдите отношение молярных теплоемкостей гелия С₁/С₂, если в процессе 1-2 молярная теплоемкость равна С₁, а в процессе 1-3 - С₂ соответственно.

2.24.Определите удельные теплоемкости с _V и с_р, если известно, что некоторый газ при нормальных условиях имеет удельный объем 0,7 м³/кг. Что это за газ? [кислород; 649 Дж/кг∙К; 909 Дж/кг∙К]

2.25.Определите удельные теплоемкости с _V и с_р смеси углекислого газа массой 3 г и азота массой 4 г. [667 Дж/кг∙К; 917 Дж/кг∙К]