Termodynamika: jak wyznaczyć końcowe parametry układu?
- W całym zadaniu analizujemy równanie Clapeyrona:
[tex]pV=nRT[/tex] - Musimy jednak zamienić jednostki na SI:
[tex]p=0,1MPa = 10^5 Pa[/tex]
[tex]T=5^\circ C = (5+237) K = 242 K[/tex]
pozostałe wielkości zaś to:
[tex]n=2 mol[/tex]
[tex]R=8,313 \frac{Pa* m^3}{mol* K}[/tex] - Stąd:
[tex]V = 2 *8,313*242*10^{-5} = 4023,5 *10^-5 \approx 0,04 [m^3][/tex] - Przemiana izobaryczna to taka, dla której ciśnienie pozostaje stałe. Skoro objętość wzrasta dwukrotnie, to trzeci parametr - temperatura - także wzrasta dwukrotnie.
[tex]V' = 0,08m^3\\T' = 484 K[/tex] - Przemiana izochoryczna to taka, dla której objętość pozostaje stała. Skoro ciśnienie wzrasta czterokrotnie, to temperatura także wzrasta czterokrotnie.
[tex]p'' = 4*10^5 Pa\\T'' = 1936 K[/tex] - Stąd końcowe parametry układu to:
[tex]V_k = 0,08 m^3\\p_k = 4*10^5 Pa\\T_k = 1936 K[/tex]
Z kolei przemiana izotermiczna to taka dla której temperatura pozostaje stała. Wtedy objętość i ciśnienie są względem siebie odwrotnie proporcjonalne. Przykładowo k-krotny wzrost objętości powoduje k-krotne zmalenie ciśnienia.
We wszystkich powyższych analizach korzystamy wprost z równania Clapeyrona, przyjmując jedynie wybrane parametry jako stałe.
