Вопрос школьника
Какое давление рабочей смеси установилось в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, если к концу такта сжатия температура повысилась с 47 до 367 °С, а объем уменьшился с 1,8 до 0,3 л? Первоначальное давление было 100 кПа.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
pV = nRT
где p — давление газа, V — его объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
Первоначальное давление газа равно 100 кПа, а объем равен 1,8 л. Таким образом, начальное количество вещества можно найти, используя уравнение состояния:
n = pV / RT
где R = 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная.
n = (100 кПа * 1,8 л) / (8,31 Дж/(моль·К) * 320 К) ≈ 0,008 моль
Теперь можно найти конечное давление газа, используя уравнение состояния идеального газа для конечного состояния:
p2 = nRT2 / V2
где p2 — конечное давление газа, T2 — конечная температура газа, V2 — конечный объем газа.
Конечный объем газа равен 0,3 л, а конечная температура равна 367 °С = 640 К.
p2 = (0,008 моль * 8,31 Дж/(моль·К) * 640 К) / 0,3 л ≈ 141 кПа
Таким образом, давление рабочей смеси установилось в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания равным примерно 141 кПа.
