6 Изохорные процессы

6.1 Газ при давлении р1=1 МПа и температуре t1=20ºC нагревается при постоянном объеме до t2=300ºC. Найти конечное давление газа.

Ответ: р2=1,956 МПа.


6.2 В закрытом сосуде емкостью V=0,3 м³ содержится 2,75 кг воздуха при давлении р1=0,8 МПа и температуре t1=25ºC.

Определить давление и удельный объем после охлаждения воздуха до 0ºC.

Ответ: р2=0,732 МПа, υ2=0,109 м³/кг.


6.3 В закрытом сосуде заключен газ при разрежении р1=6667 Па и температуре t1=70ºC. Показание барометра — 101325 Па.

До какой температуры нужно охладить газ, чтобы разрежение стало р2=13332 Па?

Ответ: Т2=318,8К, t2=45,8ºC.


6.4 В закрытом сосуде заключен газ при давлении р1=2,8 МПа и температуре t1=120ºC.

Чему будет равно конечное давление p2, если температура снизится до t2=25ºC?

Ответ: р2=2,12 Мпа.


6.5 В закрытом сосуде находится газ при разрежении р1=2666 Па и температуре t1=10ºC. Показание барометра — 100 кПа. После охлаждения газа разрежение стало равным 20 кПа. Определить конечную температуру газа t2.

Ответ: T2=232,72K, t2=-40,4ºC.


6.6 Масса кислорода m,кг, имеющего температуру 20ºС и абсолютное давление, нагревается при постоянном объеме до давления p2. Определить количество сообщенного тепла, изменение внутренней энергии, работу, изменение энтропии.

 

Таблица 1

Масса кислорода m, кгНачальное давление р1, МПаКонечное давление р2, МПа
10,50,7

Ответ: Q=78 кДж, ΔU=78 кДж, L=0, ΔS=0,225 кДж/К.


6.7 Баллон емкостью V=110 л заполнен окисью углерода под давлением р=48 атм при температуре t=-27ºC. После внесения его в теплое помещение температура газа повысилась до t=31ºC. Определить количество теплоты, приобретенное газом, и давление в баллоне.

Ответ: Qυ=318 кДж, р2=6 МПа.


6.8 (Вариант 31) а) Вычислить количество тепла, необходимое для нагревания воздуха от 0ºC до t2 при постоянном объеме, если первоначально он находился при атмосферном давлении и занимал объем V.

б) Какое количество тепла потребуется для нагревания воздуха от 0ºC до T2 при постоянном давлении, если начальный объем был равен V?

в) Пусть воздух находится в термически изолированной комнате объемом V. В комнате имеется небольшое отверстие, через которое воздух может просачиваться наружу, где давление равном 1 атм. Какое количество тепла необходимо подвести в комнату, чтобы температура медленно увеличивалась от 0ºC до t2? Теплоемкость воздуха считать постоянной. Физические характеристики воздуха: показатель адиабаты k=1,4; удельная теплоемкость ср=0,238 кДж/(кг·К); плотность воздуха при 0ºC ρ=1,29·10-3 г/см³.

Параметры выбрать из таблицы 4.

Таблица 4

V, м3t2, ºC
4021

Ответ: а) Qυ=184 кДж; б) Qυ=258 кДж; в) Qυ=249 кДж.

Варианты задачи: 27, 33, 94, 55, 41, 97, 56, 94, 61, 38, 33, 02.


6.9 Баллон емкостью V=95 л заполнен окисью углерода под давлением р=54 атм при температуре t=-35ºC. После внесения его в теплое помещение температура газа повысилась до t=20ºC. Определить количество теплоты, приобретенное газом, и давление в баллоне.

Ответ: Qυ=135 кДж, р2=6,74 МПа.


6.10 До какой температуры t2 нужно нагреть газ при υ=const, если начальное давление газа р1=0,2 МПа и температура t1=20ºC, а конечное давление р2=0,5 МПа.

Ответ: До t2=459,5ºC.