Изопроцессы в идеальных газах
Автор: Ahahlina1999 • Декабрь 23, 2020 • Практическая работа • 543 Слов (3 Страниц) • 403 Просмотры
Расчетная работа №1. Изопроцессы в идеальных газах. Вариант 2
Имеется 6 молей одноатомного идеального газа – Ar (аргон). Газ из состояния «А», переходит в состояние «В» , затем в состояние «С» , и снова возвращается в состояние «А».
Для переходов из одного состояния в другое: А→В, В→С, С→А необходимо рассчитать количество теплоты, работы, изменение внутренней энергии.
Вариант | число атомов в молекуле | Колич23ество молей газа | PA, Па | VA, м3 | TA, К | PB, Па | VB, м3 | TB, К | PC, Па | VC, м3 | TC, К | Сv | Cр |
2 | 1 | 6 | 68092 | 0,20 | 40000 | 160,4 | 0,12 | 160,4 |
1. По уравнению Менделева-Клапейрона PV = nRT рассчитаем третий параметр состояния системы:
Рассчитаем V в состоянии «В» V=nRT/P=6·8,314∙160,4/40000=0,2 м3
В состоянии «А» Т = PV/nR = 68092·0.20/ 6·8.314 = 273 K.
Рассчитаем P в состоянии «С» P=nRT/V=6·8,314∙273/0,12=68092 Па
2. Рассчитаем теплоемкость газа. Воспользуемся следующими зависимостями для теплоемкости идеального газа:
Ср = Сv + R
для одноатомного газа: Сv = 3/2R | для двухатомного: Сv = 5/2R | для трехатомных и многоатомных газов и нелинейных молекул: Сv = 3R |
В нашем варианте одноатомный газ, значит:
Cv = 3/2 R = 3/2·8.3 = 12.471 Дж/К;
Сp = Сv + R = 12.5 +8.3 = 20.785 Дж/К.
3. Сведем исходные данные и дополнительные, рассчитанные значения, в таблицу:
P, Па | V, м3 | T, K | Сv, Дж/К | Cр,Дж/К | n | |
A | 68092 | 0,20 | 273 | 12.471 | 20.785 | 6 |
B | 40000 | 0.20 | 160,4 | |||
C | 68092 | 0.12 | 160,4 |
4. Определим характер переходов:
- Переход А – В. – изохорический процесс.
- Переход В – С. – изотермический процесс.
- Переход С – А.– изобарический процесс.
5. Требуемые значения A, Q, ΔU рассчитаем по формулам:
Условия протекания | Изохорический V = const | Изобарический P = const | Изотермический T = const | Адиабатический ΔQ = 0 |
Связь между параметрами состояния | P/T = const | V/T = const | PV = const | PV = const |
P1/T1 = P2/T2 | V1/T1 = V2/T2 | P1V1 = P2V2 | =Cp/Cv[pic 1] | |
PdV = m/M R dT | ||||
Работа, совершаемая газомв процессе | А = 0[pic 2] А´ = 0 | A = PdV[pic 3] A´= P (V2–V1) A´= n∙R (T2 – T1) | A = PdV[pic 4] A´= n∙RTln(V2/V1) A´= n∙RTln(P1/P2) | A´=n∙Cv(T1–Т2) |
Количество теплоты, сообщенное системе в процессе | Q = CvdT[pic 5] Q = n∙Cv(T2–T1) | Q = CpdT[pic 6] Q = n∙Cp(T2–T1) | Q = A Q = A´[pic 7][pic 8] | Q = 0 |
Изменение внутренней энергии | ΔU = Q | ΔU = Q – A´ | ΔU = 0 | ΔU = –A´ |
...