Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 3691
2017-06-30 
Водород массой $m = 0,5 кг$ участвует в процессе, в ходе которого сначала его давление изохорически уменьшают в $n = 5$ раз, а затем его объем изобарически увеличивают таким образом, что начальная и конечная температуры газа в процессе совпадают. Молярная масса водорода $\mu = 2 г/моль$. Какую работу совершил газ в указанном процессе, если его начальная температура $T_{0} = 500 К$?
Решение:
Работа совершается газом только тогда, когда меняется его объем. Так как при этом $p = const$, то
$A = p \Delta V = \frac{m}{ \mu} R \Delta T$.
Так как начальная и конечная температуры в рассматриваемом процессе одинаковы, то будут одинаковыми по величине и изменения температуры на участках изобарического расширения и изохорического сжатия. Эти изменения найдем из закона Шарля для процесса изохорического сжатия:
$\frac{p_{К}}{T_{К}} = \frac{p_{0}}{T_{0}}$,
или
$\Delta T = T_{К} - T_{0} = T_{0} \left ( 1 - \frac{p_{К}}{p_{0}} \right ) = T_{0} \frac{(n-1)}{n}$.
Окончательно
$A = \frac{mR}{ \mu} T_{0} \frac{(n-1)}{n} = 830 кДж$.
Водород массой $m = 0,5 кг$ участвует в процессе, в ходе которого сначала его давление изохорически уменьшают в $n = 5$ раз, а затем его объем изобарически увеличивают таким образом, что начальная и конечная температуры газа в процессе совпадают. Молярная масса водорода $\mu = 2 г/моль$. Какую работу совершил газ в указанном процессе, если его начальная температура $T_{0} = 500 К$?
Решение:
Работа совершается газом только тогда, когда меняется его объем. Так как при этом $p = const$, то
$A = p \Delta V = \frac{m}{ \mu} R \Delta T$.
Так как начальная и конечная температуры в рассматриваемом процессе одинаковы, то будут одинаковыми по величине и изменения температуры на участках изобарического расширения и изохорического сжатия. Эти изменения найдем из закона Шарля для процесса изохорического сжатия:
$\frac{p_{К}}{T_{К}} = \frac{p_{0}}{T_{0}}$,
или
$\Delta T = T_{К} - T_{0} = T_{0} \left ( 1 - \frac{p_{К}}{p_{0}} \right ) = T_{0} \frac{(n-1)}{n}$.
Окончательно
$A = \frac{mR}{ \mu} T_{0} \frac{(n-1)}{n} = 830 кДж$.
