Дано: Кисень, T1 = 450K, p1 = 520 кПа розширюється адіабатно від V1 = 0,02м^3 до V2 = 0,04м^3, а потім ізобарно до V3 = 0,06м^3. Визначити роботу, зміну внутрішньої енергії та теплоту

Адіабатний процес

Для адіабатного процесу справедлива формула:

p1V1^γ = p2V2^γ

де:

p - тиск

V - об'єм

γ - показник адіабати

Для кисню γ = 1,4

p1V1^1,4 = p2V2^1,4

p2 = p1V1^1,4 / V2^1,4

p2 = 520 кПа * (0,02 м^3)^1,4 / (0,04 м^3)^1,4

p2 = 260 кПа

Відповідно, робота адіабатичного процесу:

A1 = -p1(V2 - V1)

A1 = -520 кПа * (0,04 м^3 - 0,02 м^3)

A1 = -128 кДж

Ізобарний процес

Для ізобарного процесу справедлива формула:

A2 = p2(V3 - V2)

A2 = 260 кПа * (0,06 м^3 - 0,04 м^3)

A2 = 66 кДж

Загальна робота

A = A1 + A2

A = -128 кДж + 66 кДж

A = -62 кДж

Зміна внутрішньої енергії

ΔU = A + Q

ΔU = -62 кДж + Q

Зміна внутрішньої енергії для адіабатного процесу дорівнює нулю, тобто Q = -A.

Q = -A1 = -(-128 кДж)

Q = 128 кДж

Отже, зміна внутрішньої енергії:

ΔU = 128 кДж - 62 кДж

ΔU = 66 кДж

Теплота

Q = ΔU + A2

Q = 66 кДж + 66 кДж

Q = 132 кДж

Відповідь:

робота адіабатного процесу: -128 кДж

робота ізобарного процесу: 66 кДж

загальна робота: -62 кДж

зміна внутрішньої енергії: 66 кДж

теплота: 132 кДж