Question

Объем 3 кг углекислого газа при изобарическом расширении увеличился втрое. Определить совершенную газом работу, если первоначальная его температура 273 К и давление 2,5·105 Па

Answer 1

Ответ:

Работа газа ≈ 309 кДж

Объяснение:

m= 3 кг

V₂ = 3V₁

p₂ = p₁ = p = 2.5·10⁵ Па

T₁ = 273 K

R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная

М = 0,044 кг/моль - молярная масса углекислого газа

--------------------

А - ? - работа газа

--------------------

По закону Клапейрона-Менделеева

pV = νRT

В начале процесса

pV₁ = νRT₁            (1)

Количество вещества в молях

ν = m : M

и первоначальный объём газа в начале процесса

$V_1 = \dfrac{m\cdot R\cdot T_1}{M\cdot p} = \dfrac{3\cdot 8.31\cdot 273}{0.044\cdot 2.5\cdot10^5} \approx 0. 6187 ~(m^3)$

Объём газа в конце процесса по условию

V₂ = 3V₁

и

V₂ - V₁ = 2V₁

При изобарном расширении работа газа равна

А = p(V₂ - V₁)

то есть

А = 2рV₁ = 2 · 2.5·10⁵ · 0.6187 ≈ 309 358 (Дж) ≈ 309 кДж.