В цилиндре диаметром d = 100 мм под поршнем находится 0,8 кмоля газа при

В цилиндре диаметром d = 100 мм под поршнем находится 0,8 кмоля газа при температуре t1 = 66 °С. Поршень находится под постоянной внешней нагрузкой F = 3 кН. Газу извне сообщается теплота Q =6600 кДж, вследствие чего он расширяется, перемещая поршень. Определить параметры p, V, t в конце процесса, изменение внутренней энергии ΔU, изменение энтальпии ΔI, энтропии ΔS и работу расширения L, совершённую газом. Представить процесс в p,v и T,S-диаграммах. Газ CO2. Дано: d = 100 мм; ν=0,8 кмоля; t1 = 66 °С; F = 3 кН; Q =6600 кДж. Найти: p2; Vi; t2; ΔU; ΔI; ΔS.

Поскольку нагрузка на поршень не меняется, то процесс изобарический, принимая атмосферное деление равным 100 кПа, получим для давления под поршнем. р=100000+F/s где s=π·d2/4=0,00785 м2 площадь поршня.
р=482 кПа.
V1=ν·μ·R·(t1+273)/p=800·0,044·189·(66+273)/(482·103)=4,68 м3.
V2= ((t2+273)/(t1+273))·V1=((295+273)/(66+273))·4,68=7,84 м3.
Теплоёмкость газа при постоянном давлении ля массы газа
m=ν·μ=800·0,044=35,2 кг.
С=с·m=820·35,2=28864 Дж/К.
Тогда изменение температуры равно: Δt=Q/C=6600000/28864=229ºC.
Тогда t2=66+229=295ºC.
Изменение энтальпии в изобарном процессе равно подведённой теплоте ΔI=Q=6600 кДж.
ΔU=Q/к, постоянная адиабаты для углекислого газа равна 1,3, тогда:
ΔU=6600/1,3=5077 кДж.
Изменение энтропии найдём исходя из того, что процесс изобарический и происходит с кислородом:
Ответ: p2=482 кПа; V1=4,68 м3; V2=7,84 м3; t2=295ºС; ΔU=5077 кДж; ΔI=6600 кДж; ΔS=12020 Дж/К.