Расчеты величин работы и теплоты в процессах с идеальными газами

Процесс	Работа	Теплота	Уравнение состояния газа
Изотермный
Изохорный
Изобарный		*
Адиабатный

Примечание: * - Дж/моль· К.

Задача: СО₂ в количестве 100 г находится при 0 °С и давлении 1,013· 10⁵ Па. Определить Q, А, ∆U, ∆Н:

а) при изотермном расширении до объема 0,2 м³;

б) при изобарном расширении до того же объема;

в) при изохорном нагревании до достижения давления 2,026 ·10⁵ Па;

г) при адиабатном сжатии до 2,026· 10⁵ Па.

Принять, что СО₂ подчиняется законам идеальных газов, а истинная мольная теплоемкость СО₂ при постоянном давлении постоянна и равна 37,1 Дж/моль·К.

Решение:

а) Для изотермного расширения : .

Число молей СО₂ в 100 г составляет: моль.

Первоначальный объем определяем по уравнению

м³.

Количество теплоты равно

Дж.

б) Для изобарного процесса ,

так как ; .

Дж.

Работа расширения газа в изобарном процессе

Дж.

кДж.

в) Для изохорного процесса: .

Дж/моль·К.

Отсюда Дж.

.

кДж.

г) Для адиабатного сжатия

Коэффициент .

Дж.

Выражая конечный объем V₂ из уравнения адиабаты , получим

кДж.