При изотермическом сжатии азота, массой 2,1 кг взятого при 60 ℃ и 0,1 МПа,

При изотермическом сжатии азота, массой 2,1 кг взятого при 60 ℃ и 0,1 МПа, подводится 340 кДж теплоты. Найти конечный объем и конечное давление. Дано: m=2,1 кг t1=60 ℃ p1=0,1 МПа Q=340 Кдж Найти: p2, V2-?

Найдем начальный объем азота по уравнению состояния:
p1∙V1=mμ∙R∙T1,
где μ-молярная масса азота;
из справочных данных μ=28∙10-3кг/моль;
R=8,31 Дж/моль∙К- универсальная газовая постоянная;
T1- абсолютная температура азота в начале сжатия;
T1=t1+273=60+273=333 К;
V1=mμ∙p1∙R∙T1=2,128∙10-3∙0,1∙106∙8,31∙333=2,075 м3.
Количество теплоты в изотермическом процессе, определяется по формуле:
Q=-mμ∙R∙T1∙lnV2V1;
знак «-», так как количество теплоты при сжатии отрицательно.
340∙103=-2,128∙10-3∙8,31∙333∙lnV2V1
Выразим конечный объем V2:
lnV2V1=-1,638,
отсюда V2=0,4078 м3.
Конечное давление p2 определим по уравнению состояния:
p2∙V2=mμ∙R∙T2,
где T2=T1=333 К - так как процесс изотермический;
p2=mμ∙V2∙R∙T2=2,128∙10-3∙0,4078∙8,31∙333=0,51 ∙106 Па=0,51 МПа.
Ответ: V2=0,4078 м3, p2=0,51 МПа.