Дано:
V1 = 5*10^-2 м³
Т = 353 К
р1 = 4,5*10⁵ Па
Q = 480 кДж
р2 = (1/2)р1
m(N_2) = 35%
М(О_2) = 32 г/моль
M(N_2) = 28 г/моль
ΔV, A', M - ?
1) Воспользуемся законом Бойля-Мариотта для нахождения V2:
р1V1 = p2V2
p2 = (1/2)p1 => p1V1 = (1/2)p1V2
V1 = V2/2 => V2 = 2*V1
ΔV = V2 - V1 = 2V1 - V1 = V1 = 0,05 м³
2) Первый закон термодинамики для изотермического процесса:
Q = A' => A' = 480 кДж
3) Учитывая то, что масса азота составляет 35% общей массы, получаем, что масса кислорода составляет 65%. То есть:
m(O_2) = 0,65*m, масса азота будет:
m(N_2) = 0,35*m
Теперь уравняем общее давление газов с суммой их парциальных давлений:
р = р(О_2) + р(N_2)
Уравняем их выражения:
mRT/(MV1) = m(O_2)RT / (M(O_2)V1) + m(N_2)RT / (M(N_2)V1) - поделим обе части уравнения на выражение (RT/V1):
m/M = m(O_2)/M(O_2) + m(N_2)/M(N_2)
M = m : (m(O_2)/M(O_2) + m(N_2)/M(N_2)) - подставляем вместо масс найденные выше выражения:
M = m : (0,65m/M(O_2) + 0,35m/M(N_2)) = m : m(0,65/M(O_2) + 0,35/M(N_2)) = 1 : (0,65/M(O_2) + 0,35/M(N_2)) = 1 : (0,65/32 + 0,35/28) = 30,476... = 30,5 г/моль
ответ: 0,05 м³, 480 кДж, 30,5 г/моль.
А (полезная) < A (совершенной).
Объяснение:
Отношением полезной работы к совершенной будет являться показатель эффективности устройства, или по - другому, это коэффициент полезного действия, сокращенно КПД:
в долях, или умножая на 100%, получаем КПД в процентах.
Где 
, это полезная работа, 
- затраченная работа.
Но известно, что КПД любого механизма не может быть равным единице, или тем более быть больше единицы. Иначе мы бы давно изобрели вечные двигатели и перестали бы использовать загрязняющие атмосферу источники энергии. Причиной того, что КПД любого механизма стремится к единице, но не достигает этого (по крайней мере пока что), служит тот факт, что невозможно выполнить больше работы, затратив на это меньше энергии.
Поэтому из этого следует вывод, что совершенная работа всегда будет больше полезной, и правильный ответ: А (полезная) < A (совершенной).
