Κυριακή, 12 Οκτωβρίου 2008

Μη αντιστρεπτή μεταβολή αερίου.


 Μια ποσότητα ιδανικού αερίου εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος, όπου η μεταβολή ΓΑ είναι μη αντιστρεπτή.
i)  Βρείτε το έργο κατά τις μεταβολές ΑΒ και ΒΓ.
ii)  Μπορείτε να υπολογίσετε το έργο κατά τη διάρκεια της ΓΑ;
iii) Το έργο κατά τη διάρκεια της ΓΑ μπορεί να είναι:

………..α) 2200J, ……….. β) 2400J, ………….. γ) 2600J.
.


.

4 σχόλια:

Ανώνυμος είπε...

Γιατί το έργο της μη αντιστρεπτής μεταβολής είναι μικρότερο της αντιστρεπτήσ μεταβολής? Υπάρχει απάντηση στο σχολικό βιβλίο? Το έργο στη μεταβολή ΒΓ είναι αρνητικό επειδή έχουμε συμπίεση. Άρα το το αέριο απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον. Δεν νομίζω στην μη αντιστρεπτή μεταβολή το αέριο να απορροφήσει επίσης ενέργεια από το περιβάλλον

Διονύσης Μάργαρης είπε...

Η απάντηση δεν υπάρχει άμεσα στο σχολικό βιβλίο. Ας πάρουμε όμως την περίπτωση μιας ισοβαρούς θέρμανσης που η πίεση είναι σταθερή και το έργο είναι W=p•ΔV. Αν η κίνηση του εμβόλου γίνει γρήγορα (βασικός λόγος για να είναι μη αντιστρεπτή η μεταβολή) τότε στο πίσω μέρος του εμβόλου έχουμε αραίωμα, δηλαδή υποπίεση και το έργο που παράγεται είναι μικρότερο από το αντίστοιχο της αντιστρεπτής.
«Το έργο στη μεταβολή ΒΓ είναι αρνητικό επειδή έχουμε συμπίεση. Άρα το το αέριο απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον.» Ναι εφόσον ΔU=0, που εδώ ισχύει.
Γιατί να μην απορροφήσει και στην ΓΑ θερμότητα; Υπάρχει κάποιος νόμος που να μας λέει ότι μόνο σε μια μεταβολή το αέριο θα απορροφήσει θερμότητα;
ΔUΓΑ=ηCvΔΤ>0, Το έργο δεν ξέρουμε πόσο είναι αλλά αφού ο όγκος μεγαλώνει είναι θετικό, συνεπώς Q=ΔU+W>0

Ανώνυμος είπε...

Τι θα πεί υποπίεση? Γιατί ΔU είναι ίσο με το μηδέ. Μήπς εννοείται ΔU ολικό είναι ίσο με το μηδέν. Ναι αλλά εγώ μιλάω για την ΒΓ. Γιατί άμα το ΔU δέν ήταν μηδέν δέν θα ίσχυε αυτό που είπα? Γενικότερα δεν ισχύει ότι άν το έργο είναι θετικό τότε το αέριο δίνει στο περιβάλλον θερμότητα? Γιατί?

Διονύσης Μάργαρης είπε...

Υποπίεση θα πει ότι η πίεση είναι μικρότερη από την ΡΓ. Αν πάρεις το γινόμενο ΡV για τις καταστάσεις Β και Γ θα δεις ότι είναι το ίδιο. Συνεπώς η θερμοκρασία στο Β είναι ίση με την θερμοκρασία στο Γ, οπότε και η εσωτερική ενέργεια είναι ίδια.
Όταν το έργο είναι θετικό το αέριο δίνει έργο στο περιβάλλον και όχι θερμότητα. Τι συμβαίνει με την θερμότητα θα προκύψει από τον 1ο θερμοδυναμικό νόμο.