Question

В цилиндре при температуре 20°С находится 2 кг воздуха под давлением 9,8*105 Па. Определить работу воздуха при его изобарном нагревании на 100°С? Молярная масса воздуха 0,029 кг/моль.

Answer 1

Дано:
t₁=20°C         T₁=20+273=293 K
ΔT=100 К     (поскольку Δt=ΔT)
m = 2 кг
p=const = 9,8*10⁵ Па (процесс изобарный)
M = 0,029 кг/моль
_________
А - ?

Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева:
p*V₁=m*R*T₁/M
Первоначальный объем:
V₁=m*R*T₁ / (M*p) = 2*8,31*293 / (0,029*9,8*10⁵) ≈ 0,17 м³

 Конечный объем:
V₂=V₁*(T₂/T₁) - по закону Гей-Люссака
V₂=0,17*(293+100)/293 ≈ 0,23 м³

Работа при постоянном давлении:
A = p*(V₂-V₁) = 9,8*10⁵*(0,23-0,17) ≈ 58 800 Дж ≈ 59 кДж