Wyznacz ciepło oddane przez
mola dwuatomowego gazu doskonałego podczas jego przemian termicznych oraz pracę wykonaną przez gaz podczas zmiany stanu.
Dane zebrane w tabelce:
| Stan 1 | Stan 2 | Stan 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wykres:
DANE:
SZUKANE:
WZÓR:
Wyznaczamy ciepło oddane:
Wyznaczamy wykonaną pracę:
Ciepło oddane w procesach 1 → 2 → 3 jest sumą ciepeł oddanych podczas przemian 1 → 2 oraz 2 → 3, ponieważ w tych przemianach maleje temperatura gazu.
Zauważ, że w przypadku przemiany 1 → 2, która jest izobaryczna, ciepło wymienione z otoczeniem można przedstawić równaniem
, gdzie
– liczba moli gazu,
– ciepło molowe gazu w przemianie izobarycznej,
– zmiana temperatury podczas przejścia między stanami.
Natomiast w przypadku przemiany izochorycznej 2 → 3, dane ciepło przedstawia się jako
, gdzie
– ciepło molowe w przemianie izochorycznej,
– zmiana temperatury podczas przejścia między stanami.
Ciepło molowe w przemianie izochorycznej wyznacz ze wzoru
, gdzie
– liczba stopni swobody,
– stała gazowa, a w przemianie izobarycznej jako
. Ponieważ gaz jest dwuatomowy, to liczba stopni swobody jest równa 5.
Wyznacz pracę wykonaną w całym cyklu
jako pole figury ograniczonej wykresem w układzie p(V). Zauważ, że w przypadku przemiany 1 → 2 jest ono równe polu prostokąta, którego boki mają długości
oraz
, a dla przemiany 2 → 3 jest równa zeru, ponieważ w przemianie izochorycznej praca nie jest wykonywana