Изобарный процесс

Задачи

Изохорный процесс

Термодинамические процессы газов

Пример 17. В баллоне вместимостью 15 л содержится воздух под давлением 0,4 МПа и при температуре 30°С. Какова температура воздуха в результате подвода к нему 16 кДж теплоты? Удельная изохорная теплоемкость равна 736 Дж/(кг× К).

Решение. Предварительно вычислим массу воздуха по уравнению состояния:

= 0,4×10^6×0,015/(287,1×303) = 0,069 кг.

Из формулы для количества теплоты:

= 30+16000/(0,069×736) = 345°С.

32.Какое количество теплоты нужно сообщить углекислому газу, содержащемуся в баллоне вместимостью 0,8 м³, для повышения давления от 0,1 до 0,5 МПа, принимая =838 Дж/(кг× К)? Ответ: 1,42 МДж.

33.К воздуху в баллоне вместимостью 100 л при давлении 0,3 МПа и температуре 15°С подводится теплота в количестве 148,8 кДж. Найти конечные температуру и давление воздуха в баллоне, если =752 Дж/(кг× К). Ответ: t₂= 560°С, p₂ = 0,87 МПа.

34.В пусковом баллоне дизеля находится воздух под давлением 2,4 МПа и при температуре 500 К. Найти давление в баллоне при охлаждении воздуха в нем до 15°С и количество выделенной при этом теплоты, если вместимость баллона 0,5 м³, а =726 Дж/(кг× К). Ответ: Q₁₂ = 1,3 МДж, p₂ = 1,38 МПа.

Пример 18. Найти, какая часть теплоты, подведенной в изобарном процессе к двухатомному идеальному газу, расходуется на увеличение его внутренней энергии.

Решение. Удельное количество теплоты, подведенной в изобарном процессе, определяется из уравнения:

q₁₂ = .

Изменение удельной внутренней энергии определяется по формуле:

u₂-u₁ = .

Следовательно, доля теплоты, затрачиваемой на изменение внутренней энергии:

(u₂-u₁)/q₁₂= /()= =1/k= 1/1,4 = 0,714 или 71,4%.

Пример 19. Азот массой 0,5 кг расширяется по изобаре при давлении 0,3 МПа так, что температура его повышается от 100 до 300°С. Найти конечный объем азота, совершенную им работу и подведенную теплоту.

Решение. Предварительно нужно найти удельную газовую постоянную азота R₀ = 8,31/0,028 = 296,8 Дж/(кг× К).

Теперь найдем начальный объем азота:

V₁=m×R₀×T₁/p₁ = 0,5×296,8×(100+273)/0,3×10⁶ = 0,184 м³.

Конечный объем найдем из уравнения изобары:

V₂ = V₁×T₂/T₁ = 0,184×(300+273)/(100+273) = 0,283 м³.

Определим работу изменения объема:

= 0,3×10⁶ ×(0,283-0,184) = 29,7 кДж.

Дата добавления: 2015-05-08