1.Назовите виды изопроцессов.

Изобарный(p=const) , изотермический(t=const) , изохорный (v=const) , адиабатный(p=const)

2. Изохорный процесс - это процесс квазистатического нагревания или охлаждения газа при постоянном объеме V и при условии, что количество вещества ν в сосуде остается неизменным. (v=const).Уравнение состояния:P₂ / P₁ = T₂ / T₁.

3.Решение:

Для решения задачи воспользуемся уравнение состояния идеального газа: PV=(m/M)RT. P- давление (Па) , V- объем ( м³ ),T- температура (K) , R- газ. постоян. для воздуха =287,04 (Дж/кг К) ,m-масса вещества, кг. М-молярная масса вещества (М воздуха=0,029кг/моль)

V₂=[(m/M)RT]/P=[(3/0,029) *287,04 *500]/15*10^5=9,89 м3

4. Адиабатный процесс это процесс который протекает без теплообмена с окружающей средой, то есть q= 0. Значит чтобы достичь адиабатного процесса необходимо исключить в процессе теплообмен с окружающей средой.

1)Изопроцесс- термодинамический процесс ,  во время которых количество вещества и ещё одна из физических величин — параметров состояния: давление, объем или температура остаются неизменными

2)   Уравнение изохоры:

где индекс 1 - это параметр (давление, температура) в начале процесса индекс 2 - параметр (давление, температура) в конце процесса

 Уравнение изобары:

где индекс 1 - это параметр (температура, объем) в начале процесса индекс 2- параметр (температура, объем) в конце процесса

 Уравнение изотермы:

где индекс 1 - это параметр (давление, объем) в начале процесса индекс 2 - это параметр (давление, объем) в конце процесса

 Уравнение адиабаты:

P• V k = const.

 k - показатель адиабаты, безразмерный

3) Решение:

Для решения задачи воспользуемся уравнение состояния идеального газа: PV=MRT. P- давление (Па) , V- объем ( м³ ),T- температура (K) , R- газ. постоян. для воздуха =287,04 (Дж/кг К) ,m-масса вещества, кг. М-молярная масса вещества (М воздуха=0,029кг/моль)

V₂ = [(m/M)RT]/P= [(3/0,029) *287,04∙490] / 11∙ 10⁵ =1,32 м³

4)Изохорный процесс – это процесс при постоянном объеме. Следовательно необходимо, чтоб процесс протекал при V=const , т.е. бак необходимо закрыть, тем самым прекратив поступление воды.

1. Назовите графики изопроцессов.

2. ) Изобарный процесс - квазистатический процесс, протекающий при неизменным давлении  p (p=const). V ₂ / V ₁ = T₂ / T₁

где индекс 1 - это параметр (объем, температура) в начале процесса

индекс 2 - параметр (объем, температура) в конце процесса

Изотермический процесс - квазистатический процесс, протекающий при постоянной температуре T. Из уравнения состояния идеального газа следует, что при постоянной температуре T и неизменном количестве вещества ν в сосуде произведение давления p газа на его объем V должно оставаться постоянным: ( t=const) .P₁ / P₂ = V ₂ / V ₁ 

где индекс 1 - это параметр (давление, объем) в начале процесса

индекс 2 - параметр (давление, объем) в конце процесса

Изохорный процесс - это процесс квазистатического нагревания или охлаждения газа при постоянном объеме V и при условии, что количество вещества ν в сосуде остается неизменным. (v=const). P₂ / P₁ = T₂ / T₁.

где индекс 1 - это параметр (давление, температура) в начале процесса

индекс 2 - параметр (давление, температура) в конце процесса

Адиабатный процесс - В данном процессе не подводится и не отводится тепло, т.е. процесс происходит без теплообмена с окружающей средой q =0.

P· V ^k = const

3.Решение:

t₁=20 ºC =293 , 15К

P₁V₁= P₂V₂

=

= 10

=

P₂= P₁ ∙10

P₂ = 0,75 ∙ 10 = 0,75МПа = 0,75 ∙ 10⁶ =7,5бар

Ответ: 7,5 бар

4.Политропный процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость газа остаётся неизменной. Следовательно, необходимо, чтобы в процессе изменения состояния рабочего тела, во внутреннюю энергию в течение всего процесса превращалась одна и та же доля количества внешней теплоты

1. Назовите второй закон термодинамики.

Теплота сама собой может переходить лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении.

2)

Система последовательно переходит из точки 1 в 2 затем 3, 4 и снова в 1. Из графика видно что процесс 1 2 является изотермическим (происходит при Т₁) и процесс 3 4 также является изотермическим (происходит при T₂)

Процессы 2 3 и 4 1 являются адиабатными. Поскольку в них не происходит изменение энтропии то dS = 0 следовательно dQ = 0 или Q = const.

Количество тепла подводимое к системе:

Q₁ = T_1 (S₂-S₁) или площадь прямоугольника 1-2-S₂-S₁-1

Количество тепла отдаваемое системой:

Q₂ = T_2 (S₂-S₁) или площадь прямоугольника 3-S₂-S₁-4-3

Работа цикла L = Q₁- Q₂

Положение1-Положение2: Изотермическое расширение  Изотермическое расширение. В начале процесса рабочее тело имеет температуру T_h , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты Q_H. При этом объём рабочего тела увеличивается. Положение2-Положение3: Адиабатическое расширение  Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение. Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника. Положение3-Положение4: Изотермическое сжатие  Изотермическое сжатие. Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру T_c, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество Положение4-Положение1: Адиабатическое сжатие  Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие. Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

3) ŋ= → l₀= ŋ ∙ q₁ =0,69∙ 111=76.59 кДж/кг