Воздух, занимающий при давлении 200 кПа объём 200 л, изобарно нагрели до 500 К. Масса и молярная масса воздуха соответственно равны 0,58 кг и 0,029 кг/моль. Найти работу воздуха

Дано:
p = 200кПа
V₁ = 200л
Т₂ = 500К
m = 0.58 кг
M = 0.029 кг/моль
---------------------------------
Найти: А - ?

Решение:
1. Единицы измерения переводим в систему СИ:
p = 200кПа = 200 000 Па
V₁ = 200л = 200х10⁻³ м³ = 0.2 м³


2. В изобарном процессе давление постоянное, значит: p₁ = p₂ = p
Воспользуемся уравнением Менделеева - Клапейрона:
pV₁ = (m/M)RT₁ (1)
Находим Т₁ из уравнения (1):
Т₁ = PV₁M/mR = (200000*0.2*0.029)/(0.58*8.31) = 1160/4.82 = 240.66 K


3. Для изобарного процесса применяем закон Гей-Люссака:
V₁/T₁ = V₂/T₂ (2)
Находим V₂ из уравнения (2) и подставляем значения:
V₂ = V₁T₂/T₁ = (0.2*500)/240.66 = 0.42 м³


4. Формула для расчета работы воздуха:
А = pΔV = p(V₂-V₁) = 200000* (0.42-0.2) = 44 000 Дж = 44 кДж


Ответ: А = 44 кДж