Водород массой m = 40 г, имевший температуру Т1 = 300 К, адиабатически расширился,...

Question

Водород массой m = 40 г, имевший температуру Т1 = 300 К, адиабатически расширился, увеличив объем в n1 = 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в n2 = 2 раза. Определить полную работу А, совершенную газом, и конечную температуру Т2 газа.

Answer 1

Температуры и объемы газа, совершающего адиабатный процесс,

связаны между соотношением

Т2/Т1 = 1/n1^y-1

n1= V2/V1

где y – отношение значений теплоемкости газа при постоянном давлении и по-

стоянном объеме;  

Отсюда получаем следующее выражение для конеч-

ной температуры:  

T2=T1/n1^y-1  

Работа А1 газа при адиабатном расширении может быть определена по

формуле  

A1=m*i/2M*R(T1-T2)

Работа А2 газа при изотермическом процессе может быть выражена в виде

A2=m/M*R*T2*ln(1/n2)

n2= V2/V3

Произведем вычисления с учетом, что для водорода как двухатомного газа

y=1,4, i=2 и М=2·10-3 кг/моль:  

T2=300/2^0.4=~227.357 K

A1=9,099 КДж

А2= -18.086 КДж