Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5397
2017-11-26 
В сосуде под поршнем находится $\nu = 0,1 молей$ пара. При данной температуре $T$ пар начинает конденсироваться в жидкость, когда объём под поршнем становится меньше некоторого критического объёма $V_{К}(T)$. Над газом совершают циклический процесс ABCD (см. рис.). Постройте график этого процесса в координатах p—V, найдите давление в угловых точках. Внутренняя энергия одного моля пара при температуре $T$ равна $\frac{5}{2} RT$, плотность жидкости много больше плотности пара. Насыщенный пар считайте идеальным газом.
Решение:
Из условия следует, что во всех точках ниже графика $V_{К}(T)$ пар находится в равновесии с жидкостью, т. е. он насыщенный. Давление в этих точках равно давлению насыщенного пара при соответствующей температуре. В точках A и C, находящихся на графике зависимости $V_{К}(T)$ пар становится насыщенным, но его количество всё ещё равно $v$. Это позволяет найти давление насыщенного пара $p_{A} = \nu RT_{A}/V_{A} = 1,62 \cdot 10^{4} Па$ и $p_{C} = \nu RT_{C}/V_{C} = 1,28 \cdot 10^{4} Па$. Так как температуры в точках C и D равны, а давление насыщенного пара зависит только от температуры $p_{D} = p_{C}$. И наконец давление в точке B равно $p_{B} = p_{A} \cdot (V_{A}/V_{B}) = 1,33 \cdot 10^{4} Па$. Опишем цикл ABCD: 1) AB: изотермический процесс расширения; 2) BC: изохори-ческий процесс охлаждения; 3) CD: изобарическое сжатие, масса пара уменьшается; 4) DA: изохорический процесс нагрева, масса пара увеличивается.
Ответ. График процесса в координат P - V приведён на рисунке. Давления насыщенного пара в угловых точках равны: $p_{A} = 1,62 \cdot 10^{4} Па, p_{C} = 1,28 \cdot 10^{4} Па, p_{D}= p_{C}, p_{B} = p_{A} \cdot (V_{A}/V_{B} ) = 1,33 \cdot 10^{4} Па$.
В сосуде под поршнем находится $\nu = 0,1 молей$ пара. При данной температуре $T$ пар начинает конденсироваться в жидкость, когда объём под поршнем становится меньше некоторого критического объёма $V_{К}(T)$. Над газом совершают циклический процесс ABCD (см. рис.). Постройте график этого процесса в координатах p—V, найдите давление в угловых точках. Внутренняя энергия одного моля пара при температуре $T$ равна $\frac{5}{2} RT$, плотность жидкости много больше плотности пара. Насыщенный пар считайте идеальным газом.
Решение:
Из условия следует, что во всех точках ниже графика $V_{К}(T)$ пар находится в равновесии с жидкостью, т. е. он насыщенный. Давление в этих точках равно давлению насыщенного пара при соответствующей температуре. В точках A и C, находящихся на графике зависимости $V_{К}(T)$ пар становится насыщенным, но его количество всё ещё равно $v$. Это позволяет найти давление насыщенного пара $p_{A} = \nu RT_{A}/V_{A} = 1,62 \cdot 10^{4} Па$ и $p_{C} = \nu RT_{C}/V_{C} = 1,28 \cdot 10^{4} Па$. Так как температуры в точках C и D равны, а давление насыщенного пара зависит только от температуры $p_{D} = p_{C}$. И наконец давление в точке B равно $p_{B} = p_{A} \cdot (V_{A}/V_{B}) = 1,33 \cdot 10^{4} Па$. Опишем цикл ABCD: 1) AB: изотермический процесс расширения; 2) BC: изохори-ческий процесс охлаждения; 3) CD: изобарическое сжатие, масса пара уменьшается; 4) DA: изохорический процесс нагрева, масса пара увеличивается.
Ответ. График процесса в координат P - V приведён на рисунке. Давления насыщенного пара в угловых точках равны: $p_{A} = 1,62 \cdot 10^{4} Па, p_{C} = 1,28 \cdot 10^{4} Па, p_{D}= p_{C}, p_{B} = p_{A} \cdot (V_{A}/V_{B} ) = 1,33 \cdot 10^{4} Па$.
