Treść zadania

Najlepsze rozwiązanie

• 

  1 0

  antekL1 13.10.2012 (05:36)

  4.
  Dane:
  n = 2 mole
  T1 = 300 K - temp. początkowa
  p1 = 10^6 Pa - ciśnienie, stałe
  V2 / V1 = 1 / k = 1 / 2 - stosunek końcowej do początkowej objętości
  
  W procesie izobarycznym stosunek temperatury do objętości jest stały.
  T2 / V2 = T1 / V1 więc
  T2 = T1 * V2 / V1 = 300 * (1 / 2) = 150 K <--- końcowa temperatura.
  
  Wykres p(V)
  Na poziomej osi zaznacz V, m^3 i dwie objętości V1, V2, gdzie V1 = 2*V2
  Ile wynosi V1 za chwilę obliczymy.
  Na pionowej osi zaznacz ciśnienie p, Pa, i narysuj poziomą linię na wysokości 10^6 (dobierz sensownie skalę). Dorysuj pionowe linie w punktach V1 i V2. Pole powstałego prostokąta to praca.
  
  Teraz ją policzymy. Do tego potrzebna jest znajomość V1. Z równania:
  p1 * V1 = n * R * T1 mamy
  V1 = n * R * T1 / p1 = 2 * 8,3 * 300 / 10^6 = około 0,005 m^3
  Na wykresie dopisz: 0,005 i 0,0025 jako V1 i V2 (aha, jeszcze w punktach przecięć kresek przy V1 (większym) możesz dopisać "1", jako stan początkowy, a przy V2 (mniejsze) dopisz "2", stan końcowy. Od stanu 1 do stanu 2 możesz pogrubić wektor ze strzałką W LEWO.
  Pole prostokąta pod wykresem: 10^6 * 0,0025 = 2500 J <------- praca
  
  Ta praca jest ujemna bo strzałka na wykresie jest w lewo (tzn. nad wodorem wykonano pracę) i dzięki temu oddał on na zewnątrz ciepło Q. Ciepło Q liczymy ze wzoru:
  Q =Cp * n * delta T
  gdzie Cp - ciepło molowe pod stałym ciśnieniem, Cp = 20,8 J/(mol * K)
  n = 2, podana ilość moli
  delta T = 300 - 150 = 150 K, obliczona różnica temperatur
  Q = 20,8 * 2 * 150 = 6240 J
  
  To oddane ciepło jest większe niż wykonana praca i nic dziwnego, energia wewnętrzna wodoru zmalała, bo ta sama ilość moli gazu znalazła się w niższej temperaturze. Tak realnie można ten proces zrealizować umieszczając wodór pod ruchomym tłokiem w komorze ciśnieniowej (10^6 Pa to 10 atmosfer) i schładzając go od 300 do 150 K. Tłok opadnie (tą pracę nad gazem wykonuje siła grawitacji), a wydzielone ciepło trzeba odprowadzić na zewnątrz, aby utrzymać komorę w niskiej temperaturze.
  Technicznie mało przydatny proces...
  
  -------------------
  
  Spróbuj samo zrobić 5 zadanie!
  Jest identyczne, tylko V2 = 3 V1, n = 1, a na wykresie jest strzałka w prawo.

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie