Сборник задач по ядерной физике Ядерная реакция Законы сохранения импульсная диаграмма Термоядерная реакция фотоэффект Эффект Комптона Закон Кирхгофа Волновая функция Уравнение Шрёдингера Длина волны Дебройля Волновые пакеты Туннельный эффект Оператор энергии Оператор импульса

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА начало

Примеры решения задач

Пример 6. В цилиндре под поршнем находится водород массой m=0,02 кг при температуре T1=300K. Водород начал расширяться адиабатно, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изо­термически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти тем­пературу Т2, в конце адиабатного расширения и работу А, совершен­ную газом. Изобразить процесс графически.

Решение. Температуры и объемы газа, совершающего адиа­батный процесс, связаны между собой соотношением

,

где g показатель адиабаты (для водорода как двухатомного газа g=1,4).

Отсюда получаем выражение для конечной температуры T2:

.

Подставляя числовые значения заданных величин, находим

.

Прологарифмируем обе части полученного выражения:

lgT2=lg300+0,4(lgl - lg5)=2,477+0,4( -0,699)=2,477—0,280=2,197.

Зная lgT2, по таблицам антилогарифмов находим искомое зна­чение T2:

T2=157 К.

Работа A1 газа при адиабатном расширении определяется по формуле

.

Подставив сюда числовые значения величин, после вычисления получим

Работа A2 газа при изотермическом сжатии выражается форму­лой

A2=RT2(m/M)ln(V2/V1).

Произведя вычисления по этой формуле, найдем

A2= -21 кДж.

Знак минус показывает, что при сжатии газа работа совершена внешними силами.

Общая работа, совершенная газом при рассмотренных процессах, А=A1+A2=29,8кДж + (-21 кДж)=8,8 кДж.

График процесса приведен на рис. 11.3.

Решение задач по физике, электротехнике, математике