Водород массой m = 400 г, имевший температуру Т = 300 К, адиабатически
расширился, увеличив свой объем в 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа
уменьшился в 2 раза. Определить полную работу А, совершенную газом, и конечную
температуру Т газа.
Найдем по шагам ответ.
Определим число молей газа. Молярная масса водорода H₂ приблизительно равна 2 г/моль, значит
n = m/M = 400 г / 2 г/моль = 200 моль.
Первый процесс – адиабатическое расширение. При адиабатическом процессе выполняется соотношение
T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ–1).
В условии сказано, что объём увеличился в 3 раза, то есть V₂ = 3V₁.
Для водорода (при температуре 300 К колебательные степени свободы не активны, а учтены только поступательные и вращательные) показатель адиабаты составляет
γ = 7/5 = 1,4
откуда
γ – 1 = 0,4.
Подставим:
T₂ = 300 К · (1/3)^0,...