При адиабатическом расширении азота его объем увеличился на 1 %. На сколько процентов изменилась его абсолютная температура и на сколько — давление? При нагревании в постоянном объеме азот имеет удельную теплоемкость cv = 745 дж/кг * град. (Учесть, что при увеличении объема на 1% давление изменяется очень мало.)

diasjabarrrrrrrr diasjabarrrrrrrr    3   16.03.2021 22:08    11

Ответы
dasha50052 dasha50052  11.01.2024 22:31
Давайте рассмотрим задачу пошагово.

При адиабатическом процессе изменяются объем и абсолютная температура газа, а давление остается почти неизменным.

Дано: увеличение объема азота на 1%.

1) Давление (P) изменяется незначительно, будем считать, что оно не меняется. Это возможно, так как объем увеличился на 1%, а давление пропорционально убывает при расширении газа (по закону Бойля-Мариотта).

2) Пусть начальный объем азота равен V, а его конечный объем после расширения равен V + 1% от V = V + 0.01V = 1.01V.

3) Мы знаем, что абсолютная температура газа пропорциональна объему и описывается законом Гей-Люссака. То есть, если объем увеличивается на 1%, то абсолютная температура тоже увеличится на 1%.

Таким образом, абсолютная температура изменилась на 1%.

4) Давайте теперь рассмотрим изменение давления. По закону Бойля-Мариотта для адиабатического процесса выполняется соотношение PV^(γ) = const, где γ - показатель адиабаты (для азота примерно равен 1.4).

Т.к. давление (P) не меняется, и у нас известно, что объем (V) увеличился на 1% (т.е. V -> 1.01V), то мы можем записать соотношение для начального и конечного состояний азота: P(начальное) * V(начальное)^γ = P(конечное) * V(конечное)^γ

Домножим оба выражения на V(конечное)^(-γ) и разделим все на P(начальное):
V(начальное)^γ / P(начальное) = V(конечное)^γ / P(конечное)

Мы знаем, что объем V(начальное) = V, а объем V(конечное) = 1.01V, а также P(начальное) = P и P(конечное) = P (так как давление не меняется). Подставим это в уравнение:

V^γ / P = (1.01V)^γ / P

Упростим это выражение:

1 = (1.01)^γ

Возведем обе части уравнения в степень 1/γ:

1^(1/γ) = (1.01)^γ^(1/γ)

Так как 1 в любой степени равно 1:

1 = 1.01

Таким образом, давление практически не меняется при адиабатическом расширении азота.

Итак, чтобы ответить на вопрос:

- Абсолютная температура газа изменилась на 1% при адиабатическом расширении азота.
- Давление практически не изменилось.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика