Question

Сжатый газ под давлением 80 кПа работал с силой от нуля до 150 кДж. Найдите изменение объема газа

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

дано P=80 кПа

A=150 кДж

V2-V1- ?

V2- V1= A/P=150/80=1,875 м3

Answer 2

Для нахождения изменения объема газа, мы можем использовать уравнение состояния и первое начало термодинамики (закон сохранения энергии).

Уравнение состояния для идеального газа:

PV = nRT

где: P - давление газа (в паскалях, 1 кПа = 1000 Па) V - объем газа (в м³) n - количество вещества газа (в молях) R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)) T - температура газа (в кельвинах)

Первое начало термодинамики:

ΔU = Q - W

где: ΔU - изменение внутренней энергии газа Q - тепло, добавленное или извлеченное из газа W - работа, совершенная над газом или совершенная газом

Мы знаем, что работа совершена над газом и составила 150 кДж (1 кДж = 1000 Дж). Тепло (Q) можно найти, используя первое начало термодинамики:

ΔU = Q - W

ΔU = Q - 150,000 Дж (150 кДж = 150,000 Дж)

Так как процесс адиабатический (теплоизолированный) и работа совершена над газом, то изменение внутренней энергии (ΔU) равно работе (W):

ΔU = W

Теперь мы можем найти изменение внутренней энергии газа, используя следующее уравнение:

ΔU = nCvΔT

где: Cv - молярная удельная теплоемкость при постоянном объеме

Из уравнения состояния (PV = nRT) можно выразить n:

n = PV / RT

Теперь мы можем подставить это значение в уравнение изменения внутренней энергии:

ΔU = (PV / RT) * Cv * ΔT

Теперь мы можем выразить ΔT:

ΔT = (ΔU * RT) / (PV * Cv)

Теперь, зная ΔT и начальную температуру газа (T1), мы можем найти конечную температуру (T2):

T2 = T1 + ΔT

Из уравнения состояния (PV = nRT) можно выразить V2:

V2 = (n * R * T2) / P

Теперь у нас есть все необходимые значения для вычисления V2:

1. Найдите n, используя начальное давление (P) и начальный объем (V1).
2. Найдите ΔT, используя ΔU, R, P, и начальную температуру (T1).
3. Найдите T2.
4. Найдите V2.

Зная начальный объем V1, вы сможете найти изменение объема как:

ΔV = V2 - V1