Главная страница
Навигация по странице:

  • Задача 3

  • Физика. Практическое задание 2 вариант 4 Гаврилюк Д.А. 20. 03. 01 Техносферная безопасность


    Скачать 326.73 Kb.
    Название20. 03. 01 Техносферная безопасность
    Дата30.04.2023
    Размер326.73 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаФизика. Практическое задание 2 вариант 4 Гаврилюк Д.А.docx
    ТипЗадача
    #1098527

    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего образования

    «Тольяттинский государственный университет»
    Институт инженерной и экологической безопасности

    (наименование института полностью)
    20.03.01 Техносферная безопасность.

    Противопожарные системы.

    (код и наименование направления подготовки, специальности)

    практическое задание №2
    по учебному курсу «Физика. Механикка. Молекулярная физика.»

    (наименование учебного курса)
    Вариант 4


    Студент

    Д. А. Гаврилюк







    (И.О. Фамилия)




    Группа

    ТБбп-2206а













    Преподаватель

    И. В. Мелешко







    (И.О. Фамилия)





    Тольятти 2023

    Задача 1

    Условие:

    Один моль идеального газа переходит из начального состояния 1 в конечное состояние 3 в результате двух изопроцессов 1-2 и 2-3. Значения давления и объема газа в состояниях 1 и 3 равны соответственно P1,V1 и P3,V3. Найти давление, объем и температуру газа P2, V2, T2 в промежуточном состоянии 2. Изобразить процессы в координатах P-V, P-T, V-T.
    Дано: СИ:

    Изохорный 1-2

    Р1=105 Па

    V1=30 л 0,03 м3

    Изотермический 2-3

    Р3=2*105 Па

    V3=20 л. 0,02 м3

    Найти:







    Изобразить:

    P – V

    P - T

    V – T
    Решение:

    Поскольку процесс 1-2 изохорный, то

    Поскольку процесс 2-3 изотермический, то Т23

    Запишем уравнение Менделеева –Клапейрона для второго состояния газа:



    При изотермическом процессе:



    Где - универсальная газовая постоянная.

    Подставим численные значения и произведём вычисления:



    Для состояния 1 запишем уравнение Менделеева – Клапейрона:



    Подставим численные значения и произведём вычисления:



    Для состояния 3 запишем уравнение Менделеева – Клапейрона:

    Т3= 469 К

    Для построения графиков процессов запишем параметры газа в каждой точке.

    В 1-й точке -

    Во 2-й точке -

    В 3- й точке -

    Изобразим процесс в координатах P – V.

    Процесс в координатах P – V:



    P-T:



    V-T:

    О твет: Т2= 469 К, P2= 1,3*105 Па, V2= 0,03 м3.

    Задача 2

    Идеальный газ (N2) совершает замкнутый цикл, состоящий из трех процессов 1-2 (изобарный), 2-3 (адиабатный), 3-1 (изотермический), идущий по часовой стрелке. Значения давления и объема газа в состояниях 1, 2 и 3 равны соответственно P1, V1, P2, V2 и P3, V3. Найти термический к.п.д. цикла.

    Дано: СИ:

    Изохорный 1-2

    P1=105 Па

    V1=3 л 3*10-3м3= 0.003 м3

    Изотермический 2-3

    P2=2*105 Па

    Изобарный 3-1

    газ – N2

    Найти:


    Решение:

    КПД цикла вычисляется по формуле:



    Где - количество теплоты, переданное газу за цикл от нагревателя; - количество теплоты, отданое газом за цикл холодильнику.

    Работа газа при изохорном процессе равна 0.

    Изменение внутренней энергии в процессе 1 – 2 вычисляется по формуле:



    На основании первого закона термодинамики Q1-2=∆U1-2

    Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для процесса 1-2



    Где - универсальная газовая постоянная,

    При изохорном процессе давление прямо пропорционально его абсолютной температуре.



    Тогда

    - степень свободы молекул двухатомного газа.

    Учитывая, что для изотермического процесса 2 – 3 , по первому закону термодинамики, получаем:



    Работа газа при изотермическом процессе вычисляется по формуле:

    .

    Согласно уравнению Менделеева – Клапейрона для третьего состояния газа, получаем:



    После подстановки, получаем:



    Найдём объём азота для третьего состояния.

    Для изобарного процесса 3-1 .

    Для изотермического процесса 2 – 3, имеем:





    Работа газа при изобарном процессе 3-1 вычисляется по формуле:



    Подставим численные значения и произведём вычисления:



    Изменение внутренней энергии в процессе 3-1 вычисляется по формуле:



    Применим уравнение Менделеева - Клапейрона для первого и третьего состояний газа:



    Находим разность второго и первого уравнений:



    После подстановки в формулу изменения внутренней энергии, получаем:



    Вычисляем количество теплоты , полученное газом в процессе 3-1, применяя первый закон термодинамики:



    Подставим численные значения и произведём вычисления:



    Количество теплоты, полученное газом за цикл от нагревателя:



    Количество теплоты, отданое газом за цикл холодильнику:



    Теперь вычисляем КПД цикла:



    Ответ:

    Задача 3

    Условие:

    Идеальный газ находится в однородном поле тяжести Земли. Молярная масса газа М=29*10-3 кг/моль. Абсолютная температура газа меняется с высотой h по закону T(h)=T0(1+ah). Найти давление газа Р на высоте h. На высоте h=0 давление газа P0=105 Па.

    Дано:









    Т0= 300 К,

    а= 10-5м-1

    h= 400 м.

    Найти:

    Р-?
    Решение:

    Применим барометрическую формулу:



    Где - ускорение свободного падения, - универсальная газовая постоянная.

    Учитывая условие задачи, получаем:



    Подставим численные значения и вычислим:


    Ответ:


    написать администратору сайта