Внутренний объем цилиндра двигателя внутреннего сгорания 0,93л. Какой объем займут при нормальных условиях выхлопные газы, выбрасываемые за один ход поршня, если к моменту открытия выпускного клапана температура газа в цилиндре 1000 С, а давление 5*10^5Па?

Для того чтобы рассчитать объем выхлопных газов, выбрасываемых за один ход поршня в цилиндре двигателя, нужно использовать уравнение состояния идеального газа в рамках подхода с предположением, что газы, находящиеся в цилиндре, можно считать идеальными. Рассмотрим шаги, необходимые для решения задачи.

Исходные данные:

• Внутренний объем цилиндра: $V_{\text{ц}} = 0.93 \, \text{л} = 0.93 \times 10^{-3} \, \text{м}^3$,
• Температура газа в цилиндре при открытии выпускного клапана: $T = 1000^\circ\text{C} = 1000 + 273.15 = 1273.15 \, \text{K}$,
• Давление газа в цилиндре: $P = 5 \times 10^5 \, \text{Па}$,
• Универсальная газовая постоянная: $R = 8.314 \, \text{Д·моль}^{-1}·\text{К}^{-1}$.

Шаг 1: Определение количества вещества (число моль)

Мы используем уравнение состояния идеального газа:

где:

• $P$ — давление,
• $V$ — объем,
• $n$ — количество вещества (молей),
• $R$ — универсальная газовая постоянная,
• $T$ — температура.

Перепишем это уравнение для нахождения числа вещества $n$:

Подставим известные значения:

Вычислим это:

Шаг 2: Расчет объема выхлопных газов

При нормальных условиях (температура $T_0 = 273.15 \, \text{K}$ и давление $P_0 = 1 \, \text{атм} = 1.013 \times 10^5 \, \text{Па}$) мы можем рассчитать объем газа при этих условиях с помощью того же уравнения состояния, предполагая, что количество вещества и температура остаются постоянными.

Используем уравнение состояния идеального газа для новых условий:

Из этого уравнения находим объем $V_0$ при нормальных условиях:

Подставим значения:

Вычислим это:

Ответ:

При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) объем выхлопных газов, выбрасываемых за один ход поршня, составит примерно 0,985 литра.