Газ массой G=7 5 кг имеет начальные параметры – давление p1=0

Из уравнения состояния найдем объем V1
V1=GRμT1 p1μ=7,5∙8314∙(273+40) 0,22∙106∙28=3,17 м3,
где Rμ - универсальная газовая постоянная; μ - молярная масса этилена.
Показатель политропы
n=lnp1p2lnV2V1=ln0,221,56ln1,053,17=1,773.
Теплоемкость политропного процесса
с=μcυμn-kn-1=29,3128∙1,773-1,291,773-1=0,654 кДж/(кг∙К),
где μcυ- мольная теплоемкость многоатомного газа, кДж/(кмоль·К); k- показатель адиабаты многоатомного газа.
Температуру t2 найдем из уравнения состояния
T2=μp2V2GRμ=28∙1,56∙106∙1,057,5∙8314=736 К 463 ℃.
Работа процесса
L=1n-1p1V1-p2V2=11,773-10,22∙106∙3,17-1,56∙106∙1,05=
=-1218,9 кДж.
Изменение внутренней энергии
ΔU=Gcυt2-t1=7,5∙29,3128∙463-40=3321,6 кДж.
Подведенная теплота
Q=Gct2-t1=7,5∙0,654∙463-40=2074,8 кДж.
Изменение энтропии
ΔS=G∙c∙lnT2T1=7,5∙0,654∙ln763313=4,37 кДж/К.
В изобарном процессе найдем температуру t2
T2=T1V2V1=313∙1,053,17=104 К -169 ℃.
Работа расширения в процессах
L=GRμμt2-t1=7,5831428-169-40=-465,4 кДж.
Изменение внутренней энергии
ΔU=Gcυt2-t1=7,5∙29,3128∙-169-40=-1640,8кДж.
Подведенная теплота
Q=Gcpt2-t1=7,5∙37,6828∙-169-40=-2109,4 кДж.
Изменение энтропии
ΔS=G∙cp∙lnT2T1=7,5∙37,6828∙ln104313=-11,12 кДж/К.
Вывод: при заданных начальных условиях в политропном процессе к рабочему телу подводится тепло, над телом совершается работа, за счет чего внутренняя энергия тела увеличивается