 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Пример. В комнате объемом 75 м3 находится двухатомный газ (воздух) при температуре t=12 ґС (T=285 К)
|
Читайте также: |
В комнате объемом 75 м3 находится двухатомный газ (воздух) при температуре t=12 ґС (T=285 К). Включают обогреватель и поднимают температуру воздуха до t2=22 ґС (Т2=295 К). Поскольку комната не герметизирована, давление газа остается все время постоянным и равным 100 кПа. Найдем изменение внутренней энергии газа в комнате и определим, какая энергия была потрачена на обогрев окружающей среды.
Ответ несколько неожидан: согласно (1.19) внутренняя энергия газа в комнате не изменилась, поскольку остались прежними и его давление, и объем. С другой стороны, часть газа из комнаты вышла: если вначале там содержалось
вещества, то после подогрева осталось лишь
На улицу вышло
воздуха или
его начального количества.
Подсчитаем, сколько энергии ушло на «обогрев» улицы. Условно разобьем весь процесс на два этапа (на самом деле они происходят одновременно, но это не меняет сути дела). На первом этапе мы обогреваем герметичную комнату. Начальная внутренняя энергия газа определяется формулой
С учетом того, что для двухатомного газа
получаем
Поскольку внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре, после нагрева герметичной комнаты оказывается, что
то есть от печки получена энергия
На втором этапе мы удаляем из комнаты 3.39% подогретого воздуха, и вместе с ним ту же долю энергии. Удаляемая энергия
в точности равна энергии, полученной от печки. Иным путем мы снова пришли к тому же выводу.
Итак, теперь окончательно ясно, что ушедший на улицу воздух унес с собой всю энергию, полученную от печки. В чем же тогда роль печки? Стоило ли ее вообще включать, если она обогревает только улицу? Полезный эффект печки состоит в том, что та же полная внутренняя энергия распределена между меньшим количеством молекул. Значит, возросла средняя энергия, приходящаяся на одну молекулу. По теореме о равнораспределении энергии возрастает и средняя энергия молекул тел, находящихся в комнате. Стало быть, повысится их температура (затраты энергии на это в решении не учитывались).
Поиск по сайту: