Электрические машины
1.)Какая работа совершается воздухом массой 87 кг при нагревании его от 10 до 30˚С?
2.)Какую работу совершил идеальный одноатомный газ, и как при этом изменилась его внутренняя энергия при изобарном нагревании 2 моль газа на 50К? Какое количество теплоты получил газ в процессе теплообмена?
Работа = масса × удельная теплоёмкость × изменение температуры
где:
масса - масса воздуха (87 кг),
удельная теплоёмкость - количество теплоты, необходимое для нагрева единицы массы вещества на 1 градус Цельсия (для воздуха при постоянном давлении она равна примерно 1000 Дж/(кг·°C)),
изменение температуры - разница между начальной (10˚C) и конечной (30˚C) температурами.
Теперь, заменим значения в формуле:
Работа = 87 кг × 1000 Дж/(кг·°C) × (30˚C - 10˚C)
Выполняем арифметические операции:
Работа = 87 кг × 1000 Дж/(кг·°C) × 20˚C
Работа = 1 740 000 Дж
Ответ: Работа, совершаемая воздухом массой 87 кг при нагревании его от 10 до 30˚С, равна 1 740 000 Дж.
2.) Для определения работы, совершенной идеальным одноатомным газом при изобарном нагревании, мы можем использовать следующую формулу:
Работа = давление × объем × изменение температуры
поскольку мы рассматриваем изобарное процесс, то давление остается постоянным. Таким образом,
Работа = давление × объем × изменение температуры
изменение температуры = 50 К,
количество газа (моль) = 2 моль.
Кроме того, внутренняя энергия газа может быть изменена только изменением его температуры и через теплообмен. Формула для изменения внутренней энергии газа при изобарном процессе:
Изменение внутренней энергии = количество вещества × универсальная газовая постоянная × изменение температуры
где:
количество вещества - количество газа (2 моль),
универсальная газовая постоянная - постоянная, которая равна примерно 8.314 Дж/(моль·К),
изменение температуры - снова 50 К.
Теперь, заменим значения в формулах:
Работа = давление × объем × изменение температуры
Работа = 1 атм × объем × 50 К
Изменение внутренней энергии = количество вещества × универсальная газовая постоянная × изменение температуры
Изменение внутренней энергии = 2 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 50 К
Для определения полученного количества теплоты в процессе теплообмена, мы будем использовать следующую формулу, которая связывает полученную работу и изменение внутренней энергии:
Полученная теплота = Произведенная работа + Изменение внутренней энергии
Теперь мы можем выполнять расчеты:
Полученная теплота = Работа + Изменение внутренней энергии
Полученная теплота = 1 атм × объем × 50 К + 2 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 50 К
Для завершения вычислений, вам нужно знать значение объема газа или уточнить информацию о взаимосвязи между объемом и давлением газа в этом конкретном примере. Если у вас есть такие данные, пожалуйста, предоставьте их, чтобы я мог продолжить расчеты.