ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В011000 «Физика» мамандығы үшін

Массасы m₁=1г оттегінен және массасы m₂=8г гелийден тұратын t = 27 температурадағы газ қоспасының U ішкі энергиясын анықта.

Оттегі – екі атомды газ, t = 27 температурада айналмалы еркіндік дәрежелері қозбайды. Сондықтан оттегінің еркіндік дәреже саны i₁=5. Гелий – бір атоды газ, еркіндік дәреже саны i₂=3. Қоспаның ішкі энергиясы формулсымен есептейміз (4.1.37):

Ішкі энергияның өлшемділігін анықтаймыз :

Көлемі = оттегінің қысымы =200 кПа. Газ әуелі тұрақты қысымда = көлемге дейін қыздырылған, одан кейін тұрақты көлемде =500 кПа қысымға дейін қыздырылды. Процесстің графигін салыңыздар және :

1) газдың U ішкі энергиясының өзгерісін ;

2) А атқарған жұмысын; 3) Q газға берілген жылу мөлшерін анықтаңыздар

Процестің графигін саламыз ( 1сурет). Графикте 1, 2, 3 нүктелерімен газдың пара­метрлері мен сипатталатын күйлері кескінделген

1- сурет
Газдың 1-күйінен 3-ге өткен кездегі U ішкі энергиясының өзгерісі

U=∙

, болғандықтан (2)

Онда . (3)

және температураларды Менделеев— Кла­пейрон теңдеуінен өрнектейміз:

(4.4.2.4) өрнегін ескергенде (4.4.2.3) төмендегідей жазылады:

(5) ге шамалардың мәндерін қойып және оттегі екі атомдық газа, =5 ті ескеріп, есептеу жүргіземіз:

Газдың атқарған толық жұмысы А=, мұндағы — газдың 1—2 бөліктегі атқарған жұмысы; — ( 2—3) бөліктегі жұмыс.

1—2 аралықта қысым тұрақты (p=const). Бұл аралықтағы жұмыс формуласымен есептеледі. (2—3) аралықта газдың көлемі тұрақты болды, сондықтан (=0). Сонымен
A=.(4.4.2.6)

(6) формулаға физическалық шамалардың мәндерін қойып есептеу жүргізіп:

шамасын аламыз.

Q==3,65 МДж.