STRUKTURA A VLASTNOSTI LÁTEK
PLYNY
Tepelné děje a práce plynu s využitím grafu
Příklady na procvičení.
ÚLOHA 1:
V nádobě s vnitřním objemem 10 l je uzavřen kyslík při tlaku 0,4 MPa. Nádobu spojíme krátkou trubicí s jinou nádobou o vnitřním objemu 15 l, ve které je vakuum. Určete výsledný tlak kyslíku. Předpokládejme, že teplota kyslíku je stálá a objem trubice je zanedbatelný vzhledem k objemu nádob.
(0,16 MPa)
ÚLOHA 2:
Plyn uzavřený v nádobě má při teplotě 0 °C tlak 250 kPa. Určete jeho tlak při teplotě 300 °C. Předpokládejme, že vnitřní objem nádoby je stálý.
(525 kPa)
ÚLOHA 3:
Dusík uzavřený v nádobě má při teplotě 0 °C objem 5 litrů. Určete jeho objem při teplotě 100 °C za předpokladu, že se jeho tlak nezmění.
(6,8 l)
ÚLOHA 4:
Jak se změní objem ideálního plynu, jestliže se jeho termodynamická teplota zvětší o 80 % a tlak se zmenší o 60 %?
(zvětší se 4,5 krát)
ÚLOHA 5:
Vypočtěte hmotnost kyslíku O2 v ocelové láhvi o objemu 10 dm3 při teplotě 17°C a tlaku 8 MPa.
(1,0617 kg)
ÚLOHA 6:
Nakreslete izochoru, izobaru a izotermu v souřadných osách pV, VT, pT.
ÚLOHA 7:
Vyřešte pomocí zakreslení jednotlivých dějů v pV diagramu:
Plyn má v počátečním stavu objem 10-3 m3 a tlak 105 Pa. Plyn přešel nejprve izotermickým dějem do stavu, v kterém byl jeho objem 2.10-3 m3. V dalším ději se tlak plynu při stálém objemu zmenšil na poloviční hodnotu, kterou měl plyn ve stavu předcházejícím. Při posledním ději zůstal tlak plynu již stálý a plyn zvětšil svůj objem na 4.10-3 m3.
Nakreslete graf vyjadřující tlak plynu stálé hmotnosti jako funkci jeho objemu a použitím grafu určete, při kterém z těchto dějů plyn vykonal největší práci. Jak se změnila teplota plynu při těchto dějích?
ÚLOHA 8:
Nádoba o objemu 10 dm3 je naplněna acetylénem (C2H2) při teplotě 12°C a tlaku 0,5 MPa.
Jaké teplo bylo dodáno plynu, jestliže jeho teplota stoupla na 27°C?
Jak se zvýšil tlak plynu?
Měrná tepelná kapacita acetylénu při stálém objemu cv = 1,37 . 103 J.Kg-1.K-1.
(Qv = 1130 J, p2 = 0,53 MPa)
ÚLOHA 9:
Ideální plyn stálé hmotnosti vykonal kruhový děj ABCA znázorněný v diagramu VT. Znázorněte tento děj také v diagramu pV a pT.
Úloha 9
ÚLOHA 10:
Ideální plyn stálé hmotnosti vykonal kruhový děj EFGE znázorněný v diagramu pT. Znázorněte tento děj také v diagramu pV a VT.
Úloha 10