12 кг воздуха при абсолютном давлении 6 бар и температуре 300 0С расширяются при постоянной температуре, объем при этом
увеличивается в 7 раз. Определить начальные и конечные параметры
воздуха, количество подведенной теплоты и работу расширения.
​

Хорошо, давайте пошагово решим эту задачу.

1. Начнем с определения начальных параметров воздуха:
Масса воздуха (m) = 12 кг
Абсолютное давление (P) = 6 бар
Температура (T) = 300 °C

2. Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит: P₁V₁ = P₂V₂, где P₁ и V₁ - начальное давление и объем, P₂ и V₂ - конечное давление и объем.

3. Мы знаем, что объем при этом расширяется в 7 раз. Пусть V₁ будет начальным объемом. Тогда конечный объем V₂ = 7V₁.

4. Применяя закон Бойля-Мариотта, получаем:
P₁V₁ = P₂V₂
6 бар * V₁ = P₂ * 7V₁
6 * V₁ = 7 * P₂ * V₁
6 = 7 * P₂

5. Разделим обе части уравнения на 7:
6 / 7 = P₂
P₂ ≈ 0.857 бар

Таким образом, конечное давление воздуха составляет около 0.857 бар.

6. Чтобы найти количество подведенной теплоты, мы можем использовать формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

7. Для воздуха удельная теплоемкость (c) примерно равна 1.005 кДж/(кг·°C).

8. Также нам известно, что расширение происходит при постоянной температуре, поэтому ΔT = 0.

9. Подставим известные значения в формулу и рассчитаем количество подведенной теплоты:
Q = 12 кг * 1.005 кДж/(кг·°C) * 0 °C
Q = 0

Таким образом, количество подведенной теплоты равно 0, так как нет изменения температуры.

10. Наконец, чтобы рассчитать работу расширения, мы можем использовать формулу W = P * ΔV, где W - работа, P - давление, ΔV - изменение объема.

11. Мы знаем, что объем при расширении увеличивается в 7 раз, поэтому ΔV = V₂ - V₁ = 7V₁ - V₁ = 6V₁.

12. Подставим известные значения в формулу и рассчитаем работу расширения:
W = 0.857 бар * 6V₁
W = 5.142 * V₁

Таким образом, работа расширения составляет 5.142 * V₁.

В итоге, начальные параметры воздуха: масса - 12 кг, абсолютное давление - 6 бар, температура - 300 °C. Конечные параметры: абсолютное давление - около 0.857 бар. Количество подведенной теплоты равно 0, так как нет изменения температуры. Работа расширения составляет 5.142 * V₁.