выразим
объем V,
следовательно 
(Лабораторная работа - дистанционная выполняется в домашних условиях)
Цель работы: проверить справедливость первого закона термодинамики.
Задание 1. Ответьте на вопросы(1балл):
1. Запишите формулу изменения внутренней энергии тела
2. Запишите формулу количества теплоты, получаемое телом при нагревании
3. Запишите формулу удельной теплоемкости газа при постоянном давлении и объеме
4. Запишите формулу первого начала термодинамики.
5. Запишите формулы первого начала термодинамики при различных изопроцессах.
Задание 2. Заполните таблицу (3 балла)
Газа, массой m=…[кг], при постоянном давлении p=…[МПа], расширяется до конечной температуры t2=…[C]. Определить начальный и конечный объемы, удельную теплоемкость , работу расширения, изменение внутренней энергии, количество подведенной теплоты,
1) Температуру из градусов Цельсия, переведите в Кельвин
T = t0C + 273 К
2) Из
уравнения Менделеева-Клайперона
выразим
объем V,
следовательно
Подставьте в эту формулу значения массы m, температуру Т, давления р, взятые из таблицы для соответствующего газа, молярную массу берем из таблицы Менделеева
Например, для кислорода
Рассчитайте V1, V2 результаты занесите в таблицу.
3)
Рассчитайте удельную теплоемкость при постоянном давлении
i = 3 для одноатомного газа
i = 5 для двух атомного газа
i = 6 для много атомного газа
Например, для воздуха
4) Определите количество теплоты
Q = mcp(T2-T1) или Q = mcp(t2-t1)
Например, для воздуха: Q = 4,5·1,14·103·390 = 2000,7·103 Дж
5) Найдите изменение внутренней энергии газа
Например, для
воздуха 
6) Определите работу, совершаемую газом
Например, для воздуха
7) Сделайте проверку первого закона термодинамики, определив количество теплоты по формуле и сравнив его с количеством теплоты, рассчитанным в пункте 4 (В таблице это две выделенные колонки)
Q=ΔU+А/
Например, для воздуха: Q = 1508,7·103 + 462,9 ·103 = 1971,5·103 Дж
Сравниваем со значения Q: 2000,7·103 Дж и 1971,5·103 Дж делаем вывод о выполнении первого закона термодинамики
Подгруппа1
|
№ |
газ |
m (кг) |
Р, МПа |
t1, С |
Т1 К |
t2, С |
Т2 К |
V1 |
V2 |
ср,Дж/(кг • К)
|
Q, Дж |
ΔU, Дж |
А, Дж |
Проверка закона Q=ΔU+А/ |
|
1 |
О2 |
5 |
2,0 |
27 |
|
427 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
воздух |
4,5 |
1,5 |
15 |
|
405 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
N2 |
4,5 |
1,3 |
80 |
|
380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
N2 |
1,5 |
1,3 |
80 |
|
380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
С |
2,1 |
1,5 |
15 |
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание3 (1 балл) Определить величину выделяемого количества теплоты, если при охлаждении гелия при постоянном давлении в количестве 20 молей объем газа уменьшился в 2 раза. Первоначальное значение температуры равно 350С.
|
№ |
газ |
m (кг) |
Р, МПа |
t1, С |
Т1 К |
t2, С |
Т2 К |
V1 |
V2 |
ср, Дж/(кг • К)
|
Q, Дж |
ΔU, Дж |
А, Дж |
Проверка закона Q=ΔU+А/ |
|
1 |
О2 |
3,5 |
1,5 |
15 |
|
405 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
N2 |
3,0 |
1,5 |
21 |
|
421 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
воздух |
2,1 |
1,1 |
27 |
|
427 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
С |
2,4 |
1,6 |
50 |
|
450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
N2 |
3,8 |
1,3 |
21 |
|
421 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание3 (1 балл) Определить величину поглощаемого количества теплоты, если при нагревании кислорода при постоянном давлении в количестве 8 молей объем газа увеличился в три раза. Первоначальное значение температуры равно 200С.
Критерии оценки
5 баллов - отлично, 4 балла — хорошо
3 балла- удовлетворительно 2 балла -неудовлетворительно