4 мысал. Массасы m=2 кг оттегінің көлемі V1=1м3, қысымы p1=0,2 МПа. Газ алдымен тұрақты қысымда V2=3м3 көлемге дейін, содан кейін тұрақты көлемде
p2=0,5 МПа қысымға дейін қыздырылды. Газдың ішкі энергиясының өзгерісін ΔU, газдың A істеген жұмысын және газға берілген Q жылу мөлшерін анықтаңыз. Процесстің графигін салыңыз.
Шешуі. Ішкі энергияның өзгерісі келесі теңдеумен өрнектеледі
(1)
мындағы i – газ молекулаларының еркіндік дәрежесінің саны (екі атомды оттегінің молекуласы үшін i=5); M – молярлық масса.
Газдың бастапқы және соңғы тепмератураларын Клапейрона-Менделеев теңдеуінен анықталады:
(2)
(2) өрнекке шамалардың сан мәндерін қойып, есептегенде
T1=385К, T2=1,16кК, T3=2,89кК.
(1) өрнекке мәндерді қойсақ
ΔU=3,24МДж
Қысым тұрақты болғанда газдың ұлғаю жұмысы келесі өрнекпен анықталады
Шамалардың сан мәндерін қойығанда:
A1=0,4*106 Дж
Тұрақты көлемде қыздырылған газдың жұмысы A2=0. Сондықтан газ істеген толық жұмыс
A=A1+A2=0,4*106 Дж.
Термодинамиканың бірінші бастамасына сәйкес, газға берілген Q жылу ішкі энергияның өзгерісі мен A жұмыстың қосындысына тең.
Q=3,64 МДж
Процесс графигі 1 суретте көрсетілген.
5 мысал. Жылу машинасы қайтымды Карно цилі бойынша істейді. Қыздырғыштың температурасы T1=500К. Қыздырғыштан алынған әр килоджоуль жылу есебінен A=350 Дж жұмыс жасалады деп есептеп, термиялық п.ә.к. η және суытқыштың T2 температурасын анықтаңдар.
Шешуі. Жылуды пайдалану коэффициені деп аталатын жылу машинасының термиялық п.ә.к. қыздырғыштан алынған жылудың механикалық жұмысқа айналған бөлігін көрсетеді. Термиялық п.ә.к. келесі теңдеумен өрнектеледі
мындағы Q1 – қыздырғыштан алынған жылу; A – жылу машинасының жұмыс денесінің істеген жұмысы.
Сән мәндерін қойып, есептегенде η=0,35
Циклдің п.ә.к. біле отырып, суытқыштың иемпературасын анықтауға болады
T2=T1(1- η)
Шамалардың сан мәндерін ққойғанда, шығатыны
T2=325 К
Достарыңызбен бөлісу: |