Какова температура рабочей смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания автомобиля «Волга» после второго такта (сжатия), если после первого такта температура составляет 55 ºС, объем рабочей смеси уменьшился с 2,5 л до 0,36 л, а давление возросло в 15 раз?

Физика 11 класс Термодинамика температура рабочей смеси цилиндры двигателя двигатель внутреннего сгорания автомобиль Волга такт сжатия давление объем рабочей смеси физика 11 класс Новый

Для решения данной задачи мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа, которое в общем виде записывается как:

P * V = n * R * T

Здесь:

• P - давление газа,
• V - объем газа,
• n - количество вещества,
• R - универсальная газовая постоянная,
• T - температура газа.

Мы можем использовать пропорциональные соотношения, так как количество вещества и универсальная газовая постоянная остаются неизменными в процессе. Мы имеем два состояния газа: начальное (после первого такта) и конечное (после второго такта).

Обозначим начальные параметры:

• P1 - начальное давление,
• V1 = 2,5 л - начальный объем,
• T1 = 55 ºC = 328 K - начальная температура (переведем в Кельвины, добавив 273).

Теперь обозначим конечные параметры:

• P2 = 15 * P1 - конечное давление (увеличилось в 15 раз),
• V2 = 0,36 л - конечный объем.

Теперь мы можем записать уравнение состояния для обоих состояний:

P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2

Подставим известные значения:

P1 * 2,5 / 328 = (15 * P1) * 0,36 / T2

Теперь мы можем сократить P1 с обеих сторон, так как оно не равно нулю:

2,5 / 328 = 15 * 0,36 / T2

Теперь умножим обе стороны на T2 и на 328, чтобы выразить T2:

2,5 * T2 = 15 * 0,36 * 328

Теперь вычислим правую часть уравнения:

15 * 0,36 = 5,4

5,4 * 328 = 1771,2

Теперь подставим это значение в уравнение:

2,5 * T2 = 1771,2

Теперь найдем T2, разделив обе стороны на 2,5:

T2 = 1771,2 / 2,5

T2 = 708,48 K

Теперь переведем температуру обратно в Цельсий:

T2(°C) = 708,48 - 273 = 435,48 °C

Таким образом, температура рабочей смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания автомобиля «Волга» после второго такта (сжатия) составляет примерно 435,5 °C.