O masa m = 2 kg de oxigen ocupa
volumul V1 = 1 m3 la presiunea p1 = 2 * 105
N/m2. Gazul este incalzit izobar si se destinde pana la volumul V2
= 3 m3, apoi izocor pana presiunea devine p3 = 5 * 105
N/m2.
Sa se afle:
a) variatia energiei interne
(∆U);
b) lucrul mecanic efectuat de
gaz;
c) caldura absorbita de gaz (Q). Se
cunoaste Cv = 5/2 * R
Legenda
Cv = caldura molara izocora a gazului
∆U = variatia energiei interne
υ = numarul de kmoli de gaz
T1, T2 =
temperaturi
∆T = variatia temperaturii
L = lucrul mecanic
Q = caldura absorbita de gaz
p1 = presiunea gazului in
starea 1
p3 = presiunea gazului in
starea 3
V1 = volumul gazului
in starea initiala
V2 = volumul gazului
in starea finala (destins)
Rezolvare
a) Variatia energiei interne a
gazului la trecerea din starea initiala in cea finala este:
∆U = υCv∆T = m/µ Cv(T2
– T1) (relatia 1)
Temperaturile T1 si T2
le obtinem din ecuatiile de stare:
T1 = m/µ (p1V1)
/ R
T2 = m/µ (p3V2)
/ R
Inlocuim in (relatia 1) si rezulta:
∆U = m/µ * Cv * µ/m * 1/R(p3V2
– p1V1) =>
∆U = 5/2 (p3V2
– p1V1) =>
∆U = 3,25 * 106 J.
b) Lucrul mecanic total la
trecerea din starea 1 in starea 3 este:
L = L12 + L23 (relatia
2)
Dar, L12 = p1(V2
– V1), iar L23 = 0, deoarece transformarea 2 – 3 este
izocora.
Rezulta ca lucrul mecanic
efectuat de gaz este:
L = L12 = p1(V2
– V1) =>
L = 0,4 * 106 J
c) Din primul principiu al termodinamicii,
caldura absorbita de gaz este:
Q = ∆U + L
Q = 3,25 * 106 J + 0,4
* 106 J
Q = 3,65 MJ
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu