Тестовые задания Тяньцзиньского университета (1), вопрос 20
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем linmuxh 3 августа 2015 года в 13:21. 20. Если происходит адиабатическое сжатие воздуха, при котором давление снижается с 2100 кПа до 100 кПа без выделения какой-либо работы, и если можно игнорировать процессы теплообмена, а также изменения потенциальной и кинетической энергии, причем температура окружающей среды составляет T0 = 298,15 К, и предполагается, что воздух является идеальным газом, то потери работы в результате этого процесса составят ( ). А. WL=0Б. WL=25,31 кДж/кмоль
В. WL=7,55×10³ кДж/кмоль
Г. WL=21,0 кДж/кмоль
Не пропущена ли какая-то условие? Нет количества вещества, и нет объема. Жду советов от экспертов
Это эквивалентно процессу идеального газа при постоянной температуре и обратимом ходе! Исходя из значения 1 кмоль: WL = –f·PdV = –f·nRT/V; dV = nRT·Ln(V2/V1) = nRT·Ln(P1/P2) = 1·8,314·298,15·Ln(21) = 7,55·10^3 кДж/кмоль. Правильный ответ – (C). Довольно просто! Чтобы правильно решить эту задачу, необходимы определённые аналитические способности и прочные теоретические знания! Старайтесь быстрее!
В этой задаче действительно не указаны условия, иначе её невозможно решить. При адиабатическом дросселировании идеального газа давление неизбежно снижается, а объем — увеличивается. Однако изменение температуры может быть разным. Следовательно, изменение молярной энтропии будет равно △S = Cpm·Ln(T2/T1) + R·Ln(P1/P2). Необходимо добавить ещё одно условие: при дросселировании температура должна оставаться неизменной. Тогда △S = R·Ln(P1/P2) = 8,314·Ln(2100/100) = 25,31 Дж/К. Расходуемая работа WL = T0·△S = 7,55·10^3 кДж/кмоль.
Из-за этой задачи я снова просмотрел учебник — на самом деле в условиях задачи ничего не не хватало. Согласно первому закону термодинамики △U = Q + W = 0. Поскольку △U является функцией температуры, можно сделать вывод, что △T = 0.
Автор прав! Всем необходимо обратить внимание: в условиях задачи не бывает ошибок. Некоторые необходимые условия уже содержатся в самой задаче, и их нужно выявить на основе собственных прочных знаний! Такие задачи косвенно увеличивают степень сложности!