Вопрос задан 12.04.2025 в 13:14. Предмет Физика. Спрашивает Блок Богдана.

В цилиндре при сжатии воздуха давление возрастает с р1 = 70 кПа до р2. Если
температура в начале сжатия равнялась T1 = 250 К, а в конце Т2 = 700 К и отношение
объемов до и после сжатия V1/V2 = 5, то конечное давление p2 равно:
1) 350 кПа
2) 482 кПа
3) 562 кПа
4) 980 кПа

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Кондратюк Илья.

Для решения задачи нужно воспользоваться уравнением состояния идеального газа и уравнением Пуассона для адиабатного процесса.

  1. Начнем с уравнения Пуассона:

    p1V1γ=p2V2γp_1 V_1^\gamma = p_2 V_2^\gamma

    где:

    • p1p_1 и p2p_2 — начальное и конечное давления,
    • V1V_1 и V2V_2 — начальный и конечный объемы,
    • γ\gamma — показатель адиабаты, который можно выразить через температуры и объемы, если процесс адиабатный (или близкий к таковому).
  2. Для определения γ\gamma, можно воспользоваться соотношением между температурой и давлением:

    T2T1=(V1V2)γ1\frac{T_2}{T_1} = \left(\frac{V_1}{V_2}\right)^{\gamma - 1}

    Подставим известные данные: T1=250KT_1 = 250 \, K, T2=700KT_2 = 700 \, K, V1/V2=5V_1/V_2 = 5.

    700250=5γ1\frac{700}{250} = 5^{\gamma - 1} 2.8=5γ12.8 = 5^{\gamma - 1}

    Решая это уравнение, получаем:

    γ1=ln(2.8)ln(5)0.678\gamma - 1 = \frac{\ln(2.8)}{\ln(5)} \approx 0.678 γ1.678\gamma \approx 1.678
  3. Теперь, зная γ\gamma, можем применить уравнение Пуассона для нахождения конечного давления p2p_2:

    p1V1γ=p2V2γp_1 V_1^\gamma = p_2 V_2^\gamma p2=p1(V1V2)γp_2 = p_1 \left(\frac{V_1}{V_2}\right)^\gamma

    Подставим значения:

    p2=70kPa×51.678p_2 = 70 \, \text{kPa} \times 5^{1.678}

    Расчет:

    p270×12.49=874.3kPap_2 \approx 70 \times 12.49 = 874.3 \, \text{kPa}

    Ответы, указанные в вопросе, не совпадают точно, но наибольшее значение близкое к полученному результату — это 980 кПа. Поэтому правильный ответ: 4) 980 кПа.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос