Масса газа в количестве м килограмм расширяется политропно с показателем политропы n=1,5 от начального состояния с параметрами

Пояснение:
Для решения задачи, необходимо использовать уравнение политропного процесса, которое связывает параметры P, V и T газа. В данной задаче используется политропный процесс с показателем политропы n=1,5. Также предполагается, что теплоемкость c газа остается постоянной.

Начальное состояние газа задано параметрами P1=2,0 и t1=100, а конечное состояние — параметром P2=19.

Сначала найдем объем V2 газа в конечном состоянии, используя уравнение политропного процесса:
P1 * V1^n = P2 * V2^n
V2 = (P1 * V1^n / P2)^(1/n)

Далее, определяем теплоту Q при политропном процессе:
Q = c * (T2 — T1), где T1 — начальная температура, T2 — конечная температура.

Расчет работы L:
L = Q — ΔU, где ΔU — изменение внутренней энергии, которое равно нулю для политропного процесса при постоянной теплоемкости.

Расчет изменения энтальпии ΔH:
ΔH = Q + P * ΔV, где ΔV = V2 — V1.

Расчет изменения энтропии ΔS:
ΔS = c * ln(T2/T1) — R * ln(P2/P1), где R — универсальная газовая постоянная.

Для построения pv-диаграммы, необходимо отметить начальное и конечное состояния газа на графике и провести кривую, соединяющую эти точки.

Пример использования:
Учитывая предоставленные данные, масса газа м = 5 кг, теплоемкость c = 1.5 кДж/(кг·°C) и универсальная газовая постоянная R = 8.314 Дж/(моль·К), рассчитаем требуемые параметры:

1. Определим объем V2 в конечном состоянии:
V2 = (2.0 * V1^1.5 / 19)^(1/1.5)

2. Рассчитаем теплоту Q при политропном процессе:
Q = c * (T2 — T1)

3. Найдем работу L:
L = Q

4. Вычислим изменение внутренней энергии ΔU:
ΔU = 0

5. Расчитаем изменение энтальпии ΔH:
ΔH = Q + P * ΔV

6. Определим изменение энтропии ΔS:
ΔS = c * ln(T2/T1) — R * ln(P2/P1)

7. Построим pv-диаграмму, отметив начальное и конечное состояния газа и проведя соответствующую кривую.

Совет:
Для лучшего понимания задачи и упрощения расчетов, рекомендуется использовать систему единиц СИ и убедиться, что все величины имеют правильные размерности.

Задание для закрепления:
При использовании другой теплоемкости c, равной 2.0 кДж/(кг·°C), и начальных состояниях P1=4.0 и t1=150, вычислите теплоту Q, работу L, изменение внутренней энергии ΔU, изменение энтальпии ΔH и изменение энтропии ΔS для политропного процесса с показателем политропы n=1.3 и конечными параметрами P2=25.