Zadanie Zadanie 8.3.6: Cykl przemian gazu doskonałego
- Punkty
- 5 pkt
- Dział
- Termodynamika · Przemiany gazu doskonałego
- Trudność
- Poziom trudności: łatwe
W cylindrze zamkniętym ruchomym tłokiem znajduje się próbka gazu doskonałego o parametrach początkowych: objętość , ciśnienie oraz temperatura (). Gaz poddano trzem kolejnym procesom:
1. Izotermicznemu sprężeniu do stanu 2, w którym ciśnienie wzrosło dwukrotnie ().
2. Izobarycznemu oziębieniu do temperatury () w stanie 3.
3. Izotermicznemu rozprężeniu do objętości w stanie 4.
a) Wyznacz objętości gazu w stanach 2 i 3 (, ) oraz ciśnienie w stanie 4 ().
b) Określ, jak zmienia się energia wewnętrzna gazu w poszczególnych przemianach (, , ): wzrasta, maleje czy pozostaje stała?
c) Przedstaw wykres tych przemian w układzie współrzędnych .
Treść zadania
W cylindrze zamkniętym ruchomym tłokiem znajduje się próbka gazu doskonałego o parametrach początkowych: objętość , ciśnienie oraz temperatura ().
Gaz poddano trzem kolejnym procesom termodynamicznym:
1. Izotermicznemu sprężeniu do stanu 2, w którym ciśnienie wzrosło dwukrotnie ().
2. Izobarycznemu oziębieniu do temperatury () w stanie 3.
3. Izotermicznemu rozprężeniu do objętości w stanie 4.
a) Wyznacz objętości gazu w stanach 2 i 3 (, ) oraz ciśnienie w stanie 4 ().
b) Określ, jak zmienia się energia wewnętrzna gazu w poszczególnych przemianach (, , ): wzrasta, maleje czy pozostaje stała?
c) Przedstaw wykres tych przemian w układzie współrzędnych .
Odpowiedź i wynik końcowy
a) ; ;
b) W przemianie : energia wewnętrzna nie zmienia się (stała);
w przemianie : energia wewnętrzna maleje;
w przemianie : energia wewnętrzna nie zmienia się (stała).
c) Wykres w układzie : łuk izotermy od do , poziomy odcinek izobary od do oraz łuk izotermy od do .
a: ; ;
b: W przemianie : energia wewnętrzna nie zmienia się (stała);
w przemianie : energia wewnętrzna maleje;
w przemianie : energia wewnętrzna nie zmienia się (stała).
c: Wykres w układzie : łuk izotermy od do , poziomy odcinek izobary od do oraz łuk izotermy od do .