Основы термодинамики
Уравнение Менделеева-Клайперона, газовая постоянная. Отношение абсолютных давлений и температур. Нахождение количества теплоты произвольной массы газа в изобарном процессе. Состояние идеального газа. Работа в изотермическом и адиабатном процессах.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | задача |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.06.2012 |
| Размер файла | 333,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задача 1
В закрытом сосуде емкостью V=1,4 м? содержится воздух при давлении
и температуре 25°С() В результате охлаждения сосуда, воздух, содержащийся в нем, теряет теплоту Q=130кДж. Принимая теплоёмкость воздуха постоянной, определить давление и температуру, которые установятся в сосуде после охлаждения.
Справка: К= 1,4; м= 28,96; =20,93 КДж/кмоль?К;=29,31 КДж/кмоль?К
|
№ варианта |
V,м? |
°С |
Q, кДж |
||
|
29 |
1,8 |
0,8 |
25 |
130 |
Сосуд закрытый, значит V - const (процесс изохорный)
Газовая постоянная
Масса газа в ёмкости из уравнения состояния газа
=16,8кг
удельная теплоёмкост
в изохорном процессе количество теплоты подведенной к рабочему телу равно изменению внутренней энергии: dU=Q , отсюда:
Q=m()
Согласно закона Шарля в изохорном процессе отношение абсолютных давлений прямо пропорционально отношению абсолютных температур:
отсюда
Задача 2
Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть объем V=1,4 м? воздуха при постоянном избыточном давлении =0,8МПа(0,8?Па) от температуры=25°С(298°К) до температуры =600°С(873°К)? Какую работу при этом совершит воздух, если барометрическое давление равно 101325 Па ?
Справка : К= 1,4 ; м= 28,96; =20,93 КДж/кмоль?К ;=29,31 КДж/кмоль?К
|
№ варианта |
V,м? |
°С |
, |
||
|
29 |
1,8 |
0,8 |
25 |
1,7 |
P=const, процесс изобарный
Газовая постоянная
287,1
Абсолютное давление P==800000+101325=901325Па
Масса газа в ёмкости из уравнения состояния газа:
=18,9кг
удельная теплоёмкость
находим количество теплоты согласно выражения для определения количества теплоты для произвольной массы газа в изобарном процессе:
Q=m(-)=1012?18,9(873-298)=10,99?Дж
Работа в изобарном процессе:
А=(-)
Удельный объем находим из уравнения Менделеева-Клайперона:
Pv=RT
Где Р - абсолютное давление
P==800000+101325=901325Па
А=(-)=
Задача 3
Воздух массой М=1,4кг с температурой и давлением сжимается, изотермически до конечного давления . Определить конечный объем, затраченную работу и количество теплоты, отводимой от воздуха.
Справка: К= 1,4; м= 28,96; =20,93 КДж/кмоль?К;=29,31 КДж/кмоль?К
|
.№ варианта |
М,кг |
°С |
|||
|
29 |
1,8 |
0,8 |
25 |
1,7 |
Процесс изотермический Т=const
Газовая постоянная
287,1
Объём найдем из уравнения состояния идеального газа для произвольной массы
PV=mRT
Удельный объем находим из уравнения Менделеева-Клайперона
Pv=RT
Работа в изотермическом процессе
=64480,55Дж
Физический смысл отрицательного значения работы состоит в том, что не газ, а внешние силы, приложенные к газу, совершают работу, т.е. поршень в цилиндре перемещается за счет внешнего усилия, действующего на него.
Так как в изотермичесом процессе , соответственно
64480,55Дж
изотермический теплота работа идеальный газ
Задача 4
Воздух массой М=1,4кг при начальной температуре и давлении сжимается адиабатно до конечного давления Определить конечный объем, конечную температуру и затрачиваемую работу.
A=?
Справка: К= 1,4 ; м= 28,96; =20,93 КДж/кмоль?К ;=29,31 КДж/кмоль?К
|
.№ варианта |
М,кг |
°С |
|||
|
29 |
1,8 |
0,8 |
25 |
1,7 |
Процесс адиабатный S=const
Газовая постоянная
287,1
первоначальный объём находим из уравнения состояния идеального газа для произвольной массы:
PV=mRT
Конечный объём вычисляем из уравнения состояния газа для адиабатного процесса
Конечную температуру вычислим из уравнения состояния идеального газа для произвольной массы
PV=mRT
Работа в адиабатном процессе
Физический смысл отрицательного значения работы состоит в том, что не газ, а внешние силы, приложенные к газу, совершают работу, т.е. поршень в цилиндре перемещается за счет внешнего усилия, действующего на него.
Задача 5
Воздух массой М=1,4кг при начальной температуре =25°С=298°К и давлении =0,8 сжимается политропно при показателе политропы п=1,2 до конечного давления Определить конечный объем, конечную температуру и затрачиваемую работу.
A=?
Справка: К= 1,4 ; м= 28,96; =20,93 КДж/кмоль?К;=29,31 КДж/кмоль?К
|
.№ варианта |
М,кг |
||||
|
29 |
1,8 |
0,8 |
25 |
1,7 |
Газовая постоянная
287,1
первоначальный объём находим из уравнения состояния идеального газа для произвольной массы
PV=mRT
Конечный объём вычисляем из уравнения состояния газа политропного процесса
Конечную температуру вычислим из уравнения состояния идеального газа для произвольной массы
PV=mRT
Работа в адиабатном процессе
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение и модель идеального газа. Микроскопические и макроскопические параметры газа и формулы для их расчета. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клайперона). Законы Бойля Мариотта, Гей-Люссака и Шарля для постоянных величин.
презентация [1008,0 K], добавлен 19.12.2013Работа идеального газа. Определение внутренней энергии системы тел. Работа газа при изопроцессах. Первое начало термодинамики. Зависимость внутренней энергии газа от температуры и объема. Основные способы ее изменения. Сущность адиабатического процесса.
презентация [1,2 M], добавлен 23.10.2013Взаимоотношение объема и давления, оценка влияния изменения объема на значение давления. Уравнение давления при постоянном значении массы газа. Соотношение массы и температуры по уравнению Менделеева-Клапейрона. Скорость при постоянной массе газа.
контрольная работа [544,5 K], добавлен 04.04.2014Основные понятия и определения молекулярной физики и термодинамики. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул. Состояние идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).
презентация [1,1 M], добавлен 13.02.2016Закон сохранения энергии и первое начало термодинамики. Внешняя работа систем, в которых существенную роль играют тепловые процессы. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа. Законы Бойля-Мариотта, Шарля и Гей-Люссака, уравнение Пуассона.
презентация [0 b], добавлен 25.07.2015Взаимосвязь внутренней энергии и теплоты газа. Первое начало термодинамики. Общее понятие о теплоемкости тела. Энтропия как мера необратимого рассеяния энергии или беспорядка. Адиабатический процесс: уравнение, примеры. Политропные и циклические процессы.
презентация [889,7 K], добавлен 29.09.2013Нахождение работы в обратимых термодинамических процессах. Теоретический цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом теплоты. Работа расширения и сжатия. Уравнение состояния газа. Теплоотдача при свободной конвекции.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 22.10.2011Определения молекулярной физики и термодинамики. Понятие давления, основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул. Уравнение состояния идеального газа (Менделеева - Клапейрона).
презентация [972,4 K], добавлен 06.12.2013Вывод первого начала термодинамики через энергию. Уравнение состояния идеального газа, уравнение Менделеева-Клапейрона. Определение термодинамического потенциала. Свободная энергия Гельмгольца. Термодинамика сплошных сред. Тепловые свойства среды.
практическая работа [248,7 K], добавлен 30.05.2013Определение импульса, полной и кинетической энергии электрона. Расчет плотности и молярной массы смеси. Уравнение состояния Менделеева-Клапейрона, описывающее поведение идеального газа. Коэффициент внутреннего трения воздуха (динамической вязкости).
контрольная работа [405,8 K], добавлен 22.07.2012
