Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Демков В.П. -> "Физика. Теория. Методика. Задачи" -> 136

Физика. Теория. Методика. Задачи - Демков В.П.

Демков В.П., Третьякова О.Н. Физика. Теория. Методика. Задачи — М.: Высшая школа, 2001. — 669 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikateoriyametodikazadachi2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 130 131 132 133 134 135 < 136 > 137 138 139 140 141 142 .. 290 >> Следующая

процессах, то удобно сделать схематический чертеж, на котором изобразить
все процессы и отметить состояния газа в начале и конце каждого из иих;
315
б) для каждого процесса написать выражения для изменения внутренней
энергии AU, работы А и количества теплоты Q в соответствии с таблицей;
А1/, А и Q при переходе из начального состояния в конечное найти как
алгебраическую сумму ДI/,-, At и Qt для всех рассматриваемых процессов;
в) при необходимости для того или иного процесса (или для всех)
записать уравнение объединенного газового закона (или его частный
случай), связывающее начальное и конечное состояния газа в данном
процессе. Дополнить полученные уравнения развернутыми значениями
параметров, выразив их через известные или искомые величины. Если
рассматривается смесь газов, то записать закон Дальтона для установления
результирующего давления компонентов;
г) записать все вспомогательные условия, связывающие параметры р, V, Т
газа в различных состояниях. Если рассматриваются комбинированные задачи,
связанные с механическим движением системы, то уравнения дополнить
законами механики;
д) решить полученную систему уравнений.
Во вторую группу выделим задачи, в которых рассматриваются циклические
процессы. Эту группу задач можно разбить на две части, первая из которых
включает задачи иа произвольные циклы, а вторая - на цикл Карно.
При решении задач на определение количества тепла, полученного или
отданного рабочим телом за цикл, работы за цикл или КПД цикла, удобно
придерживаться следующей последовательности;
а) внимательно рассмотрев циклический процесс, ясно представить, в
каких процессах участвует рабочее тело. Часто удобно изобразить цикл
графически на диаграмме p-V\ если по условию задачи цикл уже задан
графически, но в переменных р-Т или V- Т, то перестроить его на диаграмму
р - V, отметив параметры состояния в начале и конце каждого процесса;
б) используя схему решения задач первой группы, найти работу Аг
совершаемую рабочим телом (или над ннм), и количество тепла Q,,
полученное (или отданное) им, для всех рассматриваемых процессов,
составляющих цикл,
в) проанализировав условие задачи, установить, на каких участках цикла
рабочее тело отдавало тепло, а на каких получало. Сумма количеств теплоты
иа участках, где Q, > 0 будет равна количеству теплоты, полученной
рабочим телом за цикл, т.е. теплу, полученному от нагревателя: Qt = I Qt.
Сумма количеств теплоты в процессах, где ??, < О будет равна теплоте,
отданной за цикл холодильнику: Q2 = 11 Q, |;
г) работу А за цикл вычислить как алгебраическую сумму работ на каждом
из его участков. Если график цикла в переменных р - V представляет собой
простую геометрическую фигуру (треугольник, квадрат, трапеция и т.п.), то
работу можно определить как площадь фигуры, ограниченной петлей цикла;
при этом работа положительна, если состояние рабочего тела изменяется в
цикле по часовой стрелке, в противном случае - отрицательна;
д) КПД цикла вычислить по одной из формул:
Если тепловая машина работает по циклу Карно, то схема решения задач
такая же, как для произвольного цикла, за исключением, что КПД такой
машины можно также вычислить через температуры нагревателя Г, и
холодильника Т2 по формуле
Следует также помнить, что машина Карно получает тепло лишь иа участке
изотермического расширения, а отдает - на участке изотермического сжатия.
При этом количество полученного или отданного тепла за цикл равно работе
соответствующего изотермического процесса.
А
Qz Q\ Qi
е,= q,
316
Задачи
10.1. Воздух, занимавший объем К, = 1 л при давлении рх = 0,8 МПа,
изотермически расширился до V2 = 10 л. Определить изменение его
внутренней энергии и работу, совершенную газом. Какое количество тепла
было сообщено газу в процессе расширения?
• Решение. В изотермических процессах температура газа не меняется,
а, следовательно, не меняется и его внутренняя энергия, т.е.
AU=0.
При расширении v молей воздуха от объема К, до У2 при постоянной
температуре Т газом будет совершена положительная работа
Л = v й Лптг . м
С учетом уравнения Менделеева - Клапейрона, записанного для начального
состояния воздуха,
р, F, = v R Г,
получим у
A=pt Vt In ¦- * 2,6 кДж.
ч
Следовательно, количество тепла, сообщенного газу в процессе
изотермического расширения,
У2
Q = AV + А= р| F, In - * 2,6 кДж.
v2 1 v2
• Ответ: ДU =0; А =р} V, In -г- * 2,6 кДж; Q = р, In - * 2,6 кДж.
м У1
10.2. Идеальный одноатомный газ изотермически расширился из состояния с
давлением рх = 10б Па и объемом Vx - 1 л до вдвое большего объема. Найти
внутреннюю энергию газа в конечном состоянии.
10.3. Один моль идеального газа, находящегося при температуре Т = 300 К,
изотермически сжали от давления рх = 1 атм до р2 = 2 атм. Определить
количество теплоты, выделившейся в процессе.
10.4. Идеальный одноатомный газ, находящийся в закрытом сосуде объемом V=
2 л, изохорически охладили так, что давление газа изменилось отрх = 2 атм
Предыдущая << 1 .. 130 131 132 133 134 135 < 136 > 137 138 139 140 141 142 .. 290 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed