Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 70
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Тольяттинский государственный университет»Архитектурно-строительный институтЦентр архитектурных, конструктивных решений и организации строительстваПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 2по учебному курсу «Физика 1»Вариант 15
Тольятти 2023 г.Задача №1 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 соответственноP1, V1 иP3,V3. Найти давление, объем и температуру газаP2, V2, T2 в промежуточном состоянии 2. Изобразить процессы в координатахP - V,P - T и V - T.Дано:
1-2 – Изохорный2-3 – ИзобарныйНайти:Решение:Т.к. процесс 1-2 – изохорный, то:А т.к. процесс 2-3 – изобарный, тоТогда из уравнений Меделеева-Клайперона для 1 моля газа,где
- универсальная газовая постоянная, получимПостроим графики процессов 1-2 и 2-3Ответ: 
, 
, 
.Задача №2 Идеальный газ совершает замкнутый цикл, состоящий из трех процессов 1-2, 2-3 и 3-1, 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:1-2 – Изобарный2-3 - Адиабатный3-1 – Изотермический
Найти:Решение:Коэффициент полезного действия термодинамического цикла определяется по формуле: (1)где
- количество теплоты, полученное газом от нагревателя, 
- количество теплоты, переданное газом холодильнику.В нашем случае как видно по графику, (2). (3)По первому закону термодинамики (4)Тогда для процессов1-2 Изобарный (5)2-3 Адиабатный (6)3-1 Изотермический (7)Из уравнений Меделеева-Клайперона для состояний газа 1 и 2 изобарного процесса:выразим температуры 
и 
(8) (9)Подставив уравнения (8) и (9) в уравнение (5), получим (10)Из уравнения для изотермического процесса
выразим (11)Далее воспользовавшись уравнением адиабатического процесса для двухатомного газа (k=7/5) 
выразим
(12)Откуда из уравнения (11) найдемПодставив формулы (6), (7), (10) в формулы (2), (3) получим, (13). (14)И подставив формулы (13) и (14) в формулу (1) получим в итогеОтвет:
.Задача №3 Идеальный газ находится в однородном поле тяжести Земли. Молярная масса газа . Абсолютная температура газа меняется с высотойhпо закону T(h)=T0(1+ah). Найти давление газаP на высотеh. На высотеh=0 давление газа P0 =105 Па.Дано:Найти:Решение:Изменение давления с высотой dh воздуха определяется следующим образом: (1)По закону Меделеева-Клайперона:
или
(2)Из этих двух уравненийили (3)Проинтегрируем обе части уравнения (3):и получимили (4)Тогда из формулы (4) получимСледовательноОтвет: 
.
| Студент | Д.И.Чекотина (И.О. Фамилия) | |
| Группа | СТРбвд-2003и | |
| Преподаватель | Н.М.Смоленская (И.О. Фамилия) | |
1-2 – Изохорный2-3 – ИзобарныйНайти:Решение:Т.к. процесс 1-2 – изохорный, то:А т.к. процесс 2-3 – изобарный, тоТогда из уравнений Меделеева-Клайперона для 1 моля газа,где
- универсальная газовая постоянная, получимПостроим графики процессов 1-2 и 2-3Ответ: , , .Задача №2 Идеальный газ совершает замкнутый цикл, состоящий из трех процессов 1-2, 2-3 и 3-1, 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:1-2 – Изобарный2-3 - Адиабатный3-1 – Изотермический
Найти:Решение:Коэффициент полезного действия термодинамического цикла определяется по формуле: (1)где
- количество теплоты, полученное газом от нагревателя, - количество теплоты, переданное газом холодильнику.В нашем случае как видно по графику, (2). (3)По первому закону термодинамики (4)Тогда для процессов1-2 Изобарный (5)2-3 Адиабатный (6)3-1 Изотермический (7)Из уравнений Меделеева-Клайперона для состояний газа 1 и 2 изобарного процесса:выразим температуры и (8) (9)Подставив уравнения (8) и (9) в уравнение (5), получим (10)Из уравнения для изотермического процесса выразим (11)Далее воспользовавшись уравнением адиабатического процесса для двухатомного газа (k=7/5) выразим
(12)Откуда из уравнения (11) найдемПодставив формулы (6), (7), (10) в формулы (2), (3) получим, (13). (14)И подставив формулы (13) и (14) в формулу (1) получим в итогеОтвет:
.Задача №3 Идеальный газ находится в однородном поле тяжести Земли. Молярная масса газа . Абсолютная температура газа меняется с высотойhпо закону T(h)=T0(1+ah). Найти давление газаP на высотеh. На высотеh=0 давление газа P0 =105 Па.Дано:Найти:Решение:Изменение давления с высотой dh воздуха определяется следующим образом: (1)По закону Меделеева-Клайперона:
или
(2)Из этих двух уравненийили (3)Проинтегрируем обе части уравнения (3):и получимили (4)Тогда из формулы (4) получимСледовательноОтвет: .