Водород массой 600 г при температуре 400 К охладили изохорно, вследствие чего его давление уменьшилось в 2 раза. Затем газ расширили так, что его температура стала равной начальной.
Найдите работу газа.
Из анализа задачи следует, что газ охлаждали изохорно (участок 1-2), следовательно работа газа на этом участке :
(1)
где Р - давление, dV - изменение объема.
На участке 2-3 газ расширялся и при этом его температура росла.
По своим свойствам водород является газом, близким к идеальному газу, для которого справедливо уравнение состояния - уравнение Менделеева-Клапейрона:
(2) где P - давление, V - объем, v - количество газа в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, m - масса газа, (мю) - молярная масса.
Для состояния газа 1:
(3)
Для состояния газа 2:
(4)
Из (3) и (4) следует:
(5)
Для состояния газа 3:
(6)
Работа газа на участке 2-3:
(7)
Подставим в (7) выражения из (6) и (4) с учетом (5):
Найдите работу газа.
Из анализа задачи следует, что газ охлаждали изохорно (участок 1-2), следовательно работа газа на этом участке :
(1)где Р - давление, dV - изменение объема.
На участке 2-3 газ расширялся и при этом его температура росла.
По своим свойствам водород является газом, близким к идеальному газу, для которого справедливо уравнение состояния - уравнение Менделеева-Клапейрона:
(2) Для состояния газа 1:
(3)Для состояния газа 2:
(4)Из (3) и (4) следует:
(5)Для состояния газа 3:
(6)Работа газа на участке 2-3:
(7)Подставим в (7) выражения из (6) и (4) с учетом (5):