[課業] 98年熱力學第一題

[etntuee (一定會實現!!!)]

       [課業] 國考課業相關問題，歷屆考題的討論，如學理觀念的釐清。

這一題書上的算法如下：

P1V1=mRT=P2V2

V1=0.4 m^3

V2=V1+Va(右邊的汽缸活塞)

由最後P2=200 kPa，得知 Va=0.4 m^3


重點在最後求熱傳量時，書上算法是用：

Q=W= (2積分到1) P dVa = 200(0.4) = 80 kJ

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小弟自已理解題意是左邊本來是 400 kPa，打開閥門

最後平衡時壓力為 200 kPa，過程等溫，所以 Q=W

但是書上的算法是用等壓，過程我並不覺得是等壓

我自已是用 Q=W= (2積分到1) (mRT/V) dV

            = (mRT)．ln (V2/V1)

            = 110.904 kJ

請問這樣對嗎？書上解析是說

氣體在此過程所作的功 = 汽缸 a 對外所作的功

它一開始是沒有壓力的，用等壓的算法好像不大對？


討論一下，謝謝

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→ etntuee: http://imgur.com/BQCgLa8
→ etntuee: 都忘了有抓題目的圖，抱歉
推 dollarok99: 題目說汽缸降到200kpa才能推動活塞，所以推動活塞對外
→ dollarok99: 做功部分是等壓下去算的沒錯，至於他從400降到200的
→ dollarok99: 時候，體積不變，那變的就是溫度，但是會一直跟外界
→ dollarok99: 做熱交換，所以溫度不變，個人淺見，有錯請指教
→ etntuee: 剛性容器+活塞，氣體質量不變
→ etntuee: 我是把左+右看成一個系統來計算的
→ etntuee: 覺得對外熱傳應該是整體，不會只有
→ etntuee: 左邊或右邊單獨對外熱傳
推 shawn81: 很有趣誒，乍看之下好像都很合理。。我好好想想看
推 shawn81: 我覺得關鍵的句子應該是《壓力達２００kpa方能推動活塞》
→ shawn81: 這句，照書上的解法，似乎是壓力會從４００下降，降到３
→ shawn81: ００沒有推動活塞，繼續下降，降到２００才開始推動，這
→ shawn81: 樣系統是等壓對外作功沒錯。而你的想法應該是壓力在下降
→ shawn81: 的時候也推的動活塞，直到２００時達到平衡。這樣就變成
→ shawn81: 是等溫作功。從你的作法來想，封閉系統只有推動活塞來改
→ shawn81: 變體積，才會讓壓力下降對吧，但如果是這樣，似乎沒有必
→ shawn81: 要提到《壓力到２００才推動活塞》這句，因為氣筏一打開
→ shawn81: 就推的動活塞了。而從書上的作法來講，我想到的可能就是
→ shawn81: 氣筏一打開會對外排氣，直到降壓到２００kpa後，才會開始
→ shawn81: 推動活塞，但題目也沒這樣寫，所以我暫時比較同意你的想
→ shawn81: 法，那再看看還有沒有其他人有比較好的解釋了。
推 lynn200612: 原po應該是對的。此題應該要容器和汽缸一起分析，氣閥
→ lynn200612: 打開時，容器內氣體因為壓力大，所以推動汽缸，此時體
→ lynn200612: 積膨脹，壓力變小，直到200kpa時和汽缸達力平衡，所以
→ lynn200612: 要用等溫算而不是等壓
推 SONY0911: 這題Borgnakke書有 要用等壓算
→ SONY0911: 重點在閥使氣缸恆為200