Сопротивление материалов выполнение курсовой Инженерная графика выполнение сборочного чертежа История искусства Курс лекций по физике Примеры решения задач
Постоянный электрический ток Закон Ома для участка цепи Источник тока Работа и мощность электрического тока Термодинамика Первое начало термодинамики Круговые процессы.

Первое начало термодинамики

Азот массой m = 5 кг нагретый на DТ = 150 К, сохранил неизменный объём V. Найти количество теплоты Q, сообщённое газу, изменение внутренней энергии DU и совершённую газом работу А.

 Решение

  1. Постоянство объёма при изохорном процессе предполагает равенство нулю работы, другими словами, всё подводимое или отводимое от системы тепло будет обуславливать только изменение внутренней энергии газа. Первое начало термодинамики

  , (1)

в данном случае можно записать следующим образом

 . (2) [an error occurred while processing this directive]

  2.3.2. Водород Н2, занимающий объём V1 = 10 м 3 при давлении р1 = 0,1 МПа нагрели изохорно до давления р2 = 0,3 МПа. Определить сообщённую газу теплоту, совершённую работу и изменение внутренней энергии.

 Решение

 1. Определим начальную и конечную температуры процесса, воспользовавшись уравнением Клапейрона ­ Менделеева

  . (1)

 2. Разность температур, таким образом, представится соотношением

 . (2)

 3. При неизменном объёме газа работа при переходе из состояния 1 в состояние 2 будет равна нулю, т.е. , первое начало термодинамики в данном случае будет выглядеть так

 , (3)

 . (4)

 2.3.3. При изохорном нагревании кислорода объёмом V = 5×10 ­2 м3 его давление изменилось на Dр = 0,5 МПа. Определить количество теплоты, сообщённой газу.

 Решение

 1. Изменение температуры, соответствующее заданному изменению давления определим из уравнения состояния газа

 . (1)

 2. Как отмечалось ранее, работа изохорного процесса равна нулю. Подводимая к газу энергия внешних источников расходуется на изменение внутренней энергии

 .

  2.3.4. Баллон вместимостью V = 2×10 ­ 2 м3 содержит водород при температуре Т1 = 300 К под давлением р1 = 0,4 МПа. Каковы станут температура Т2 и давление р2, если газу сообщить Q = 6 кДж теплоты?

 Решение

 1. Процесс изменения состояния газа происходит при V = const, т.е., справедливо следующее представление первого начала термодинамики

 . (1)

 2. Из уравнения (1) определим разность давлений Dр

 . (2)

 3. Величина конечного давления определится как

 . (3)

 4. Уравнение начального состояния водорода позволяет определить его массу

 .  (4)

 5. Из уравнения второго состояния водорода найдём разность температур

  . (5)

 2.3.5. Кислород при неизменном давлении р = 80 кПа подвергнут нагреву, при котором его объём увеличивается от V1 = 1 м3 до V2 = 3 м3. Определить изменение внутренней энергии газа DU, Работу расширения А и количество сообщённой газу теплоты Q.

 Решение

  1. Определим изменение температуры при протекании заданного изобарного процесса

  . (1)

 2. Определим изменение внутренней энергии кислорода

 . (2)

  3. Найдём, совершённую газом работу

 . (3)

 4. Тепло, подводимое к газу в изобарном процессе, расходуется на совершение работы и изменение внутренней энергии. Первое начало термодинамики в этом случае записывается следующим образом

 . (4)

 2.3.6. Азот, при постоянном давлении нагрели, сообщив ему Q = 21 кДж теплоты. Определить совершённую работу и изменение внутренней энергии газа.

 Решение

 1. Запишем первое начало термодинамики для изобарного процесса

 . (1)

 2. Найдём отношение величины изменения внутренней энергии к величине совершённой работе

 . (2)

 3. Обозначим через х величину работы, тогда первое начало термодинамики можно представить в виде уравнения

  .

 4. Изменение внутренней энергии составит: DU, таким образом, составит 15 кДж.

В плоский конденсатор влетает электрон со скоростью v0 = 2 Мм/с, направленной перпендикулярно вектору напряжённости электриче-ского поля. На какое расстояние h сместится электрон к нижней об-кладке конденсатора за время пролёта пластин конденсатора? Длина пластин составляет х = 5 см, расстояние между пластинами d = 2 см, разность потенциалов между обкладками U = 2 В
Магнитное поле движущегося электрического заряда