Здравствуйте, Alejandro! Из второго начала термодинамики следует, что у идеального теплового двигателя, работающего без потерь, к.п.д. вычисляется по формуле:
T1 - температура нагревателя T2 - температура холодильника С другой стороны к.п.д. теплового двигателя вычисляется по формуле:
Q1 - количество теплоты полученное от
нагревателя Q2 - количество теплоты отданное холодильнику Следовательно, искомое отношение будет равно:
В состоянии 1 газ находится при давлении p1 = 500 кПа = 5,00 · 105 Па и занимает объём V1 = 0,4 м3, а в состоянии 3 - при давлении p3 = 200 кПа = 2,00 · 105 Па и занимает объём V3 = 0,2 м3. Тогда для ν моль газа, согласно уравнению состояния, имеем νRT1 = p1V1, νRT3 = p3V3. (1)
Число
степеней свободы идеального трёхатомного газа принимают i = 6. Внутренняя энергия U газа будет определяться выражениями U1 = νiRT1/2 = 3νRT1, U3 = νiRT3/2 = 3νRT3, или, с учётом формул (1), U1 = 3p1V1, U3 = 3p3V3, откуда после вычислений находим U1 = 3 · 5,00 · 105 · 0,4
= 6,00 · 105 (Дж), U3 = 3 · 2,00 · 105 · 0,2 = 1,20 · 105 (Дж), ΔU = U3 - U1 = (1,20 - 6,00) · 105 = -4,80 · 105 (Дж) = -0,480 МДж.
Данный циклический процесс складывается из двух изохорных (1-2, 3-4) и двух изобарных (2-3, 4-1) процессов. Работа газа определяется выражением:
то есть при изохорном процессе, когда V = const и ΔV = 0 имеем A = 0 - на участках 1-2 и 3-4 газ работы не совершает. На участке 2-3 при постоянном давлении P = 200 кПа = 200000
Па газ совершает работу
то есть внешние силы совершают над газом работу 80000 Дж. При этом для изобарного процесса в идеальном газе справедлив закон Гей-Люссака:
то есть при сжатии газа происходит его охлаждение. На участке 4-1 при постоянном давлении P = 500 кПа = 500000 Па газ совершает работу
причём в соответствии с законом Гей-Люссака при расширении газа происходит его нагревание.
Работа газа за весь цикл составит
и так как работа при охлаждении газа равна 80000 Дж, то отношение этих двух величин составит 80000/120000 = 2/3.
Здравствуйте, Alejandro! Работа изотермического расширения одного моля идеального газа при абсолютной температуре T: A = R*T*LN(Vк/Vн) (1), где Vн - начальный объём, Vк - конечный объём, LN - обозначение функции натурального логарифма. В числах: A = 8.31*100*LN(2) = 576 Дж. Правильный ответ - 4)
Консультировал: SFResid (Модератор)
Дата отправки: 05.10.2011, 23:04
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!