Zadanie 8.5.5: Cykl przemian izochorycznej i izobarycznej wodoru na wykresie p(V)

Punkty
4 pkt
Dział
Termodynamika · Praca a wykresy przemian gazowych
Trudność
Poziom trudności: średnie
Bilans pracy, ciepła i energii wewnętrznej dla przemiany izochorycznej i izobarycznej wodoru na wykresie p(V).

Treść zadania

Dwa mole cząsteczkowego wodoru H2\text{H}_2 (n=2 molen = 2\text{ mole}, gaz dwuatomowy, CV=52RC_V = \frac{5}{2}R, Cp=72RC_p = \frac{7}{2}R) poddano kolejno przemianom A→BA\rightarrow B i B→CB\rightarrow C, pokazanym na poniższym wykresie p(V)p(V): - punkt A(80 cm3;6 MPa)A(80\text{ cm}^3; 6\text{ MPa}) - punkt B(80 cm3;2 MPa)B(80\text{ cm}^3; 2\text{ MPa}) - punkt C(20 cm3;2 MPa)C(20\text{ cm}^3; 2\text{ MPa}) ```chart { "xAxis": { "label": "V [cm³]" }, "yAxis": { "label": "p [MPa]" }, "lines": [ {"x": 80, "y": 6}, {"x": 80, "y": 2}, {"x": 20, "y": 2} ] } ``` Wykonaj niezbędne obliczenia i uzupełnij zdania opisujące każdą z przemian: **Przemiana A→BA\rightarrow B** * Praca *została wykonana / nie została wykonana* przez siłę zewnętrzną. Praca wynosiła W=W = ............ J\text{J}. * Gaz *pobrał ciepło / oddał ciepło / nie wymienił ciepła z otoczeniem*. Wymienione ciepło było równe Q=Q = ............ J\text{J}. * Energia wewnętrzna *wzrosła / zmalała / nie zmieniła się*. Zmiana energii wewnętrznej wynosiła ΔEw=\Delta E_w = ............ J\text{J}. **Przemiana B→CB\rightarrow C** * Praca *została wykonana / nie została wykonana* przez siłę zewnętrzną. Praca wynosiła W=W = ............ J\text{J}. * Gaz *pobrał ciepło / oddał ciepło / nie wymienił ciepła z otoczeniem*. Wymienione ciepło było równe Q=Q = ............ J\text{J}. * Energia wewnętrzna *wzrosła / zmalała / nie zmieniła się*. Zmiana energii wewnętrznej wynosiła ΔEw=\Delta E_w = ............ J\text{J}.

Odpowiedź i wynik końcowy

**Przemiana A→BA\rightarrow B:** - Praca: nie została wykonana (W=0 JW = 0\text{ J}) - Ciepło: oddał ciepło (Q=−800 JQ = -800\text{ J}; wartość 800 J800\text{ J}) - Energia wewnętrzna: zmalała (ΔEw=−800 J\Delta E_w = -800\text{ J}) **Przemiana B→CB\rightarrow C:** - Praca: została wykonana przez siłę zewnętrzną (W=120 JW = 120\text{ J}) - Ciepło: oddał ciepło (Q=−420 JQ = -420\text{ J}; wartość 420 J420\text{ J}) - Energia wewnętrzna: zmalała (ΔEw=−300 J\Delta E_w = -300\text{ J})