Воздух объемом 5 м^3 нагревают при постоянном давлении. Начальные параметры воздуха р1=0.5 МПа t1= 20(градусов) С. Нагревание производится до t2=120 (Градусов) С. Найти количество подведенной теплоты, считая теплоемкость величиной постоянной.
Для решения данной задачи используем первое начало термодинамики:
Q = ΔU + W
Где Q - количество подведенной теплоты, ΔU - изменение внутренней энергии газа, W - работа, совершаемая газом.
Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT следует, что изменение внутренней энергии газа равно q = C * ΔT, где C - теплоемкость газа при постоянном давлении.
Таким образом, количество подведенной теплоты равно q = C * ΔT.
ΔT = t2 - t1 = 120 - 20 = 100 градусов
Так как теплоемкость газа при постоянном давлении считается постоянной, то q = C * ΔT.
Для воздуха C = 1005 Дж/(кг*К).
Масса воздуха можно определить из уравнения идеального газа:
PV = nRT
n = PV / RT
n = (0.5 10^6 Па 5 м^3) / (8.31 Дж/(мольК) 293 K) = 95.5 моль
m = n * M, где M - молярная масса воздуха, примерно равная 29 г/моль
m = 95.5 моль * 29 г/моль = 2779.5 г = 2.7795 кг
Теперь можем найти количество подведенной теплоты:
q = C ΔT m = 1005 Дж/(кгК) 100 K * 2.7795 кг = 279896.775 Дж = 279.896775 кДж
Таким образом, количество подведенной теплоты составляет примерно 279.9 кДж.
Для решения данной задачи используем первое начало термодинамики:
Q = ΔU + W
Где Q - количество подведенной теплоты, ΔU - изменение внутренней энергии газа, W - работа, совершаемая газом.
Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT следует, что изменение внутренней энергии газа равно q = C * ΔT, где C - теплоемкость газа при постоянном давлении.
Таким образом, количество подведенной теплоты равно q = C * ΔT.
ΔT = t2 - t1 = 120 - 20 = 100 градусов
Так как теплоемкость газа при постоянном давлении считается постоянной, то q = C * ΔT.
Для воздуха C = 1005 Дж/(кг*К).
Масса воздуха можно определить из уравнения идеального газа:
PV = nRT
n = PV / RT
n = (0.5 10^6 Па 5 м^3) / (8.31 Дж/(мольК) 293 K) = 95.5 моль
m = n * M, где M - молярная масса воздуха, примерно равная 29 г/моль
m = 95.5 моль * 29 г/моль = 2779.5 г = 2.7795 кг
Теперь можем найти количество подведенной теплоты:
q = C ΔT m = 1005 Дж/(кгК) 100 K * 2.7795 кг = 279896.775 Дж = 279.896775 кДж
Таким образом, количество подведенной теплоты составляет примерно 279.9 кДж.