Question

Чему равна работа, совершенная 2 моль идеального газа в процессе 1-2-3-4, показанном на рисунке, если в состоянии 1 давление равно 80 кпа, а объем 1 л?

Answer 1

Дано:
P1=80 кдж
Р4=20 кДж
V1=0,001 м. куб
V3=0,004 м. куб
Найти: А-?
Решение:
Устный расчёт - площадь квадрата с учётом масштабов по осям:
3х3х80000/4х0,001/1= 180 Дж.
Число 2 моль нам тут не пригодилось.
Ответ: работа = 180 Дж.

Answer 2

Итак, чтобы решить эту задачу, мы должны знать формулу для работы, совершенной газом. Формула для работы W, совершенной газом, в процессе изменения объема V при постоянном давлении P, задается следующим образом:

W = P * ΔV

Где P - давление газа, а ΔV - изменение объема газа в процессе.

На рисунке показан цикл процессов, состоящий из 4 состояний - 1, 2, 3 и 4.

Чтобы найти работу, совершенную газом в процессе 1-2-3-4, нам нужно найти работу, совершенную газом в каждом из этих состояний и сложить их.

Сначала найдем работу, совершенную газом во время процесса 1-2. Дано, что в состоянии 1 давление равно 80 кПа, а объем равен 1 литру. По условию нам не даны значения объемов или давлений в других состояниях. Таким образом, мы не можем найти конкретные значения для давления и объема в состояниях 2, 3 и 4.

В таких случаях мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти изменение давления и объема газа между двумя состояниями.

Идеальный газовый закон задается формулой:

PV = nRT

Где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в абсолютных единицах.

Таким образом, для каждого процесса 1-2, 2-3, 3-4, нам необходимо знать начальные и конечные значения объема и давления газа.

Если у нас есть эта информация, мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти неизвестные значения. Но так как даны только начальные значения в состоянии 1, у нас нет предоставленных данных для нахождения конечных значений в состояниях 2, 3 и 4.

Поэтому мы не можем найти конкретные значения работы, совершенной газом в процессе 1-2-3-4, показанном на рисунке.