Β΄Λυκείου κατεύθυνσης Θερμοδυναμική

Θερμοδυναμική

Ιδανικό μονοατομικό αέριο εκτελεί κυκλική θερμοδυναμική μεταβολή που αποτελείται από τις εξής αντιστρεπτές μεταβολές:

α  από την κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας 1, με Ρ₁ = 3^.10⁵ Ν/m²  και V₁ =4^.10^–3 m³ εκτονώνεται ισοβαρώς στην κατάσταση 2, με V₂ = 3V₁,

β από την κατάσταση 2 ψύχεται ισόχωρα στην κατάσταση 3, και

γ από την κατάσταση 3 συμπιέζεται ισόθερμα στη θερμοκρασία Τ₁, στην αρχική κατάσταση 1.

Αν η ποσότητα του αερίου είναι n = 3/R mol, όπου R είναι η παγκόσμια σταθερά των ιδανικών αερίων σε J/(mol^.K), ζητείται:

Α. Να παρασταθούν γραφικά οι παραπάνω μεταβολές σε διάγραμμα πίεσης - όγκου (P-V).

Β. Να βρεθεί το ολικό ποσό θερμότητας που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας κυκλικής μεταβολής, αν το ποσό του έργου κατά την ισόθερμη συμπίεση του αερίου είναι W_3→1 = −1318 Joule.

Γ. Να βρεθεί το έργο κατά την διάρκεια της κυκλικής μεταβολής.

Δίνεται: η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα υπό σταθερή πίεση  ότι είναι Cp=5/2R (R η παγκόσμια σταθερά των αερίων) και ο λόγος των γραμμομοριακών ειδικών θερμοτήτων, υπό σταθερή πίεση και σταθερό όγκο, είναι γ = 5/3.

Για να δείτε τη λύση πατήστε εδώ.