В процессе политропного расширения воздуху сообщается 75 кДж теплоты. Обьем воздуха увеличился в 10 раз, а давление упало в 8. Найти изменение внутренней энергии и произведенную работу.
Всі тіла, які нас оточують, складаються з атомів, а атоми можуть об’єднуватися в молекули – «мікроцеглинки» речовини. До складу всіх без винятку атомів (і молекул) входять так звані елементарні частинки, що мають електричні заряди ( електрони і протони) ; електрони мають негативний заряд, а протони –такий самий за значенням, але позитивний. Заряд є невід’ємною властивістю певних елементарних частинок, які входять до складу всіх тіл, що нас оточують. Коли говорять, що тіло заряджене негативно, то це означає, що в ньому більше негативно заряджених частинок (електронів) , ніж позитивно заряджених. Якщо тіло незаряджене, то в ньому кількість позитивно і негативно заряджених частинок однакова. Заряди електрона і протона мають однакові значення, але різні за знаками: заряд електрона негативний, а заряд протона позитивний. Якщо тіло заряджене позитивно, то це означає, що в ньому електронів менше, ніж протонів. Заряджання і розряджання тіл пояснюється переходом тих чи інших заряджених частинок від одних тіл до інших.
Выскабливание огня — один из наиболее простых, но в то же время малораспространенных Оно производилось с деревянной палочки, которую водили, сильно нажимая, по лежащей на земле деревянной дощечке. В результате скобления получались тонкие стружки или древесный порошок. Вследствие трения дерева о дерево возникала теплота; стружки или древесный порошок нагревались, а затем начинали тлеть. Их присоединяли к легко воспламеняющемуся труту и раздували огонь. Этот являлся быстрым, но в то же время требовал от применяющих его больших усилий. Ч. Дарвин в дневнике своего путешествия на корабле «Бигль» описывает добывание огня таким обитателями о-ва Таити. Дарвин указывает, что огонь был вызван в несколько секунд. Когда же он сам попытался так его получить, это оказалось очень трудным занятием; однако он сумел добиться своего и зажег опилки. Выскабливание огня имело довольно ограниченное распространение. Больше всего им пользовались на островах Полинезии. Изредка этот встречался у папуасов, австралийцев, тасманийцев и у некоторых примитивных племен Индии и Центральной Африки; но всюду здесь преобладало высверливание огня.
Подведенная теплота
Q= 75 кДж
Согласно Уравнению Менделеева - Клайперона
PV ~ T
Откуда
Tк/Тн = 10/8 = 1,25
Температура выросла , внутренняя энергия тоже выросла.
Подведенное тепло Q пошло на производство работы A и увеличение внутренней энергии dU.
Q=A+dU
Политропный процесс
P*V^n = const
Откуда
n = ln(1/8)/ln(1/10) = 0,903
Доля теплоты, расходуемая на работу равна
A/Q = (k-1)/(k-n)= 0,4 / 0,497 = 0,805
(где k - показатель адиабаты , для воздуха 1,4)
Доля теплоты, расходуемая на увеличение внутренней энергии равна
dU/Q = (n-1)/(n-k) = 0,097/0,497 = 0,195
Работа
A = 0,805 * 75 = 60,4 кДж
Изменение внутренней энергии
dU = 0,195 * 75 = 14,6 кДж