§ 12. Реальные газы. Жидкости

185

охлажден так, что давление его уменьшилось вп = 3 раза. Найти изменение AS энтропии в ходе указанных процессов.

11.76*. Неон находится при температуре Ti = 300 К. Опреде¬лить конечную температуру Тг в конце адиабатного сжатия в двух случаях: 1) объем газа уменьшается в п = 5 раз; 2) давление газа возрастает в п = 5 раз.

11.77*. Один моль двухатомного газа, находящегося при темпе¬ратуре Т\ = 400 К, расширяется сначала изотермически от объема V\ до V2 = 2Vi, а затем адиабатно до объема V3 = 3Vi. Опре¬делить: 1) работу Ai-2 и А2-з, совершенную газом на участках 1-2 и 2-3; 2) конечную температуру Тз; 3) изменением AUis внутренней энергии газа на участке 1-3.

11.78*. Один моль одноатомного газа, находящегося при тем¬пературе Ti = 300 К сжимается сначала изотермически, так, что давление возрастает от р\ до р2 = 2р\, а затем адиабатно до да¬вления рз = 4pi. Определить: 1) работу Лг_2 и А2-3 на участках 1-2 и 1-3; 2) конечную температуру Тз; 3) изменение AC/i-з вну¬тренней энергии на участке 1-3.

11.79*. Водород в количестве v = 6 моль находится под давле¬нием р = 1 МПа и температуре 300 К. При изохорном нагрева¬нии давление возросло на Ар = 1,5 МПа. Определить изменение: 1) внутренней энергии AU; 2) энтальпии АН; 3) энтропии AS.

11.80*. Кислород массой m = 80 г изохорно нагрели от темпе¬ратуры Ti = 300 К до Тг = 400 К. Определить изменения: 1) вну¬тренней энергии AU; 2) энтальпии АН; 3) энтропии AS.

11.81*. Определить к.п.д. т) цикла 1-2-3-1 (рис. 11.6), состо¬ящего из изохоры (1-2), адиабаты (2-3) и изобары (3-1). Газ одноатомный.

ЭР,

1 i

к, зк,

Рис. 11.6

Рис. 11.7

11.82*. Определить к.п.д. т) цикла 1-2-3-1 (рис. 11.7), соверша¬емого идеальным двухатомным газом (участок 2-3 — изотерма).

11.83*. Одноатомный идеальный газ совершает цикл 1-2-3-1 (рис. 11.8). Определить к.п.д. т) цикла.

11.84*. Вода массой т = 36 г находится при температуре кипе¬

ния (атмосферное давление нормальное). Определить изменение

AU внутренней энергии при полном выкипании воды. Удельная

теплота L парообразования воды равна

2,26 МДж/кг. Объемом жидкой воды пре¬

небречь. 2

2К

Рис. 11.8

11.85*. Лед массой т = 1 кг, находя-щийся при температуре t = — 30 °С, на-гревают до температуры плавления (при нормальном атмосферном давлении) и плавят. Определить изменение AS эн¬тропии. Удельная теплоемкость суд льда равна 2,09 кДж/(кг • К) и удельная тепло¬та плавления г = 333 кДж/кг.

11.86*. Определить изменение AS эн¬тропии при нагревании до кипения т =

= 100 г воды, взятой при температуре Т] = 300 К, и превращении ее в пар при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении. Для воды известны: молярная теплоемкость Ст = = 75,4Дж/(моль-К); удельная теплота парообразования L = = 2,26 МДж/кг.

§ 12. Реальные газы. Жидкости

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ • Уравнение Ван-дер-Ваальса для одного моля газа

^А (Vm ~Ъ) = ВТ,

для произвольного количества вещества v газа

где а и b — постоянные Ван-дер-Ваальса (рассчитанные на один моль газа); V — объем, занимаемый газом; Vm — молярный объем; р — давление газа на стенки сосуда.

• Связь критических параметров — объема, давления и температуры газа — с постоянными а и b Ван-дер-Ваальса:

Т —

27Rb'

пкр — 36;

Внутренняя энергия реального газа

12 3ак. 237

186

Гл. 2. Молекулярная физика и термодинамика