Доброго времени суток! Прошу Вашей помощи в решении задачи по физике. В конце рабочего хода, объем газа в цилиндре составляет 250 см3, давление составляет 3,6 бар, а температура составляет + 400 ̊C. Каков объем выхлопных газов на конце выхлопной трубы при давлении 1,5 бар и температуре +100 ̊C? Ответ в задаче: 333 cm3
Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Сначала переведем начальные данные в СИ: P1 = 3,6 бар = 3,6 10^5 Па, V1 = 250 см^3 = 250 10^-6 м^3, T1 = 400 ̊C = 673 К.
Теперь найдем количество вещества газа n1: n1 = P1<em>V1P1 <em> V1P1<em>V1 / R</em>T1R </em> T1R</em>T1
Подставляем значения и используем универсальную газовую постоянную R = 8,31 Дж/моль<em>Кмоль<em>Кмоль<em>К: n1 = 3,6</em>105<em>250</em>10−63,6 </em> 10^5 <em> 250 </em> 10^-63,6</em>105<em>250</em>10−6 / 8,31∗6738,31 * 6738,31∗673
n1 ≈ 0,045 моль
Далее, используя уравнение состояния идеального газа, найдем объем V2 выхлопных газов на конце выхлопной трубы: V2 = n1<em>R</em>T2n1 <em> R </em> T2n1<em>R</em>T2 / P2
Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Сначала переведем начальные данные в СИ: P1 = 3,6 бар = 3,6 10^5 Па, V1 = 250 см^3 = 250 10^-6 м^3, T1 = 400 ̊C = 673 К.
Теперь найдем количество вещества газа n1:
n1 = P1<em>V1P1 <em> V1P1<em>V1 / R</em>T1R </em> T1R</em>T1
Подставляем значения и используем универсальную газовую постоянную R = 8,31 Дж/моль<em>Кмоль<em>Кмоль<em>К:
n1 = 3,6</em>105<em>250</em>10−63,6 </em> 10^5 <em> 250 </em> 10^-63,6</em>105<em>250</em>10−6 / 8,31∗6738,31 * 6738,31∗673 n1 ≈ 0,045 моль
Далее, используя уравнение состояния идеального газа, найдем объем V2 выхлопных газов на конце выхлопной трубы:
V2 = n1<em>R</em>T2n1 <em> R </em> T2n1<em>R</em>T2 / P2
Подставляем значения: T2 = 100 ̊C = 373 К, P2 = 1,5 бар = 1,5 10^5 Па
V2 = 0,045</em>8,31<em>3730,045 </em> 8,31 <em> 3730,045</em>8,31<em>373 / 1,5</em>1051,5 </em> 10^51,5</em>105 V2 ≈ 0,333 м^3 = 333 см^3
Таким образом, объем выхлопных газов на конце выхлопной трубы при давлении 1,5 бар и температуре +100 ̊C составляет 333 см^3.