Азот массой M кг расширяется по изобаре при абсолютном давлении P МПа так, что температура его повышается от t₁ до t₂ °C.
Найдите конечный объём азота V₂, совершённую им работу L₁₋₂ и подведённую теплоту Q₁₋₂.

Считаем азот идеальным двухатомным газом. Масса газа равна \(M\), молярная масса азота \(\mu=0{,}028\ \text{кг/моль}\).

Температуры надо перевести в кельвины:

\[ T_1=t_1+273{,}15, \quad T_2=t_2+273{,}15 \]

Давление в паскалях:

\[ p=P\cdot 10^6 \]

Конечный объём:

\[ V_2=\frac{MRT_2}{\mu p}=\frac{MR(t_2+273{,}15)}{0{,}028\cdot P\cdot 10^6} \]

Работа при изобарном расширении:

\[ L_{1-2}=p(V_2-V_1)=\frac{MR(T_2-T_1)}{\mu}=\frac{MR(t_2-t_1)}{0{,}028} \]

Подведённая теплота:

\[ Q_{1-2}=Mc_p(T_2-T_1) \]

Для азота в школьной модели \(c_p=\frac{7R}{2\mu}\), поэтому:

\[ Q_{1-2}=\frac{7MR(t_2-t_1)}{2\cdot 0{,}028} \]

Здесь \(R=8{,}31\ \text{Дж/(моль}\cdot\text{К)}\). Ответ получится: \(V_2\) в \(\text{м}^3\), \(L_{1-2}\) и \(Q_{1-2}\) в джоулях.

0 0 Пожаловаться