Задачи по "Физике"
Автор: zybilla • Июнь 6, 2023 • Задача • 967 Слов (4 Страниц) • 85 Просмотры
[pic 1]
Задача 1
В процессе изменения состояния 1 кг газа внутренняя энергия его увеличивается (или уменьшается) на ∆u. При этом над газом совершается работа (газ совершает работу), равная l. Начальная температура газа – t1, конечное давление p2.
Определить для заданного газа показатель политропы п, начальные и конечные параметры, изменение энтропии ∆s и изменение энтальпии ∆h. Представить процесс в рυ и Тs — диаграммах. Изобразить также (без расчета) изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы, проходящие через ту же начальную точку, и дать их сравнительный анализ.
Исходные данные:
Сумма двух последних цифр шифра | Δu, кДж/к | ℓ, кДж/к | t1, °C | p2, МПа | Газ |
08 | 170 | -250 | 25 | 2,8 | Аммиак |
Решение:
- Определим физические параметры газа.
Считаем, что теплоемкость газа зависит только от числа атомов в молекуле и что она остается неизменной во всех точках термодинамического процесса.
Согласно молекулярно-кинетической теории для всех двухатомных газов мольные теплоемкости равны:
в изохорном процессе μсv ≈ 21 кДж/(моль⋅К),
в изобарном процессе μср ≈ 29,3 кДж/(моль⋅К);
Для всех многоатомных газов мольные теплоемкости равны: в изохорном процессе μсv ≈ 29,3 кДж/(моль⋅К),
в изобарном процессе μср ≈ 37,6 кДж/(моль⋅К).
Рассматриваемый газ имеет N = | 4 | атома в молекуле. |
Поэтому для выбранного газа мольные теплоемкости равны:
μСυ = | 29,3 | кДж/(моль·К); μСр = | 37,6 | кДж/(моль·К); |
Определим массовые теплоемкости газа по формуле:
𝜇С
С = 𝜇 (1)[pic 2]
где μ – молекулярная масса газа, кг/моль.
Молекулярная масса газа из справочника:
μ = | 0,017 | кг/моль |
Массовая изохорная теплоемкость:
Сυ = 29,3 =1723Дж/(кг∙К) 0,017
Массовая изобарная теплоемкость:
Ср = 37,6 =2211Дж/(кг∙К) 0,017
Газовая постоянная смеси:
𝑅 = 𝐶𝑝 − 𝐶𝑣
R =2211−1723=488Дж/( кг·К)
Показатель адиабаты:
𝐶𝑝
𝑘 =[pic 3][pic 4]
𝑣
k =2211=1,28
1723
- Рассчитываем термодинамические параметры состояния газа.
Термодинамические параметры состояния газа подчиняются уравнению состояния:
𝑝𝑖𝑣𝑖 = 𝑅𝑇𝑖 (2)
где р𝑖 − давление газа в точке i, Па; R − газовая постоянная, Дж/(кг·К);
𝑇𝑖 −абсолютная температура газа в точке i, К;
𝑣𝑖 − удельный объем газа в точке i, м3/кг.
При известных давлении и температуре в точке 2 из уравнения (1) можно найти удельный объем:
𝑣2
= 𝑅𝑇2
𝑝2[pic 5]
(3)
Изменение внутренней энергии в термодинамическом процессе определяется соотношением:
...