2017-12-23
Один моль идеального газа перевели из состояния 1 в состояние 2 изохорически так, что его давление уменьшилось в $n = 1,5$ раза, а затем изобарически нагрели до первоначальной температуры $T_{1}$. При этом газ совершил работу $A = 0,83 кДж$. Найти температуру $T_{1}$.
Решение:
Давление $p_{1}$ и объем $V_{1}$ газа в начальном состоянии связаны с давлением $p_{3}$ и объемом $V_{3}$ в конечном состоянии уравнением Клапейрона — Менделеева:
$p_{1}V_{1} = p_{3}V_{3} = RT_{1}$.
Газ совершает работу только при переходе из промежуточного состояния 2 в конечное состояние
$A = p_{3}(V_{3} - V) = p_{2} V_{3} \left ( 1 - \frac{V_{1}}{V_{3}} \right )$.
Используя уравнение состояния газа, последнее равенство можно переписать в виде:
$A = p_{3}V_{3} \left ( 1 - \frac{p_{3}}{p_{1}} \right ) = RT_{1} \left ( 1 - \frac{1}{n} \right )$.
отсюда
$T_{1} = \frac{nA}{R(n - 1)} = 300 К$.