Цикл Карно Тепловые машины и их к.п.д.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 1.

1. 6 г углекислого газа и 5 г закиси азота заполняют сосуд объёмом 2 л. Каково общее давление в сосуде при температуре 127 ⁰ С?

 

2. Найти изменение энтропии при превращении 1- г воды при -0 ⁰ С в пар.

3. Азот массой m = 14 г сжимают изотермически при температуре Т = 300 К от давления p ₁ = 100 кПа до давления p ₂ = 500 кПа. Определить: 1)изменение внутренней энергии газа; 2)работу сжатия; 3)количество выделившейся теплоты.

4. Явления переноса.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 2.

1. В первом сосуде емкостью 3 л находится газ под давлением 2×10 ⁵ Па, а во втором емкостью 4 л тот же газ под давлением 10 ⁵ Па. Температура в обоих сосудах одинакова. Под каким давлением будет находиться газ, если сосуды соединить трубкой?

1. Найти изменение энтропии при плавлении 1 к г льда при -0 ⁰ С.

3. Некоторый газ массой m = 1 кг находится при температуре Т = 300 К и под давлением p ₁ = 0,5 МПа. В результате изотермического сжатия давление газа увеличилось в два раза. Работа, затраченная на сжатие, А = -432 кДж. Определить: 1)какой это газ; 2)первоначальный удельный объем газа.

4. Первый закон термодинамики.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 3.

1. . В баллоне находилось 10 кг газа при давлении 10 ⁷ Па. Какое количество газа взяли из баллона, если окончательное давление стало равным 2,5×10 ⁶ Па? Температура газа постоянна.

 

2. Найти изменение энтропии при превращении 10 г льда при -20 ⁰ С в пар.

3. Азот массой m = 50 г находится при температуре T ₁ = 280 К. В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в n = 2 раза, а затем в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии стала равна первоначальной. Определить: 1)работу, совершенную газом; 2)изменение внутренней энергии газа.

4. Внутренния энергия газа. Число. степеней свободы.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 4.

1. Во сколько раз вес воздуха, заполняющего помещение зимой (7 ⁰ С), больше его веса летом (37 ⁰ С)? Давление одинаково.

 

2. Найти изменение энтропии при переходе 6г водорода от объема в 20 л под давлением 1,5 ×10 ⁵ Па к объему 50 л под давлением 1×10 ⁵ Па

3. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический кпд которого равен 0,4. Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического расширения составляет 400 Дж.

4. Второй закон термодинамики

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 5.

1. 10 г кислорода находятся под давлением 3×10 ⁵ Па при температуре 10 ⁰ С. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объём 10 л. Найти: 1)объём и плотность газа до расширения;2)температуру и плотность газа после расширения

1. Найти изменение энтропии при изобарическом переходе 6,6 г водорода от объема в 20 л к объема в 40 л

3. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты 5,5 кДж и совершил работу 1,1 кДж. Определить: 1)термический кпд цикла; 2)отношение температур нагревателя и холодильника.

4. Барометрическая формула.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 6.

1. В запаянном сосуде находится вода, занимающая объём, равный половине объёма сосуда. Найти давление и плотность водяных паров при температуре 400 ⁰ С, зная, что при этой температуре вся вода обращается в пар.

2. Определить давление, оказываемое газом на стенки сосуда, если его плотность равна r = 0,01 кг/м ³, а средняя квадратичная скорость молекул газа составляет V _кв. = 480 м/с.

3. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70% количества теплоты, полученной от нагревателя и, составляющей 5 кДж, отдаёт холодильнику. Определить: 1)термический кпд цикла; 2)работу, совершённую при полном цикле.

4. Закон Максвелла о распределении молекул по скоростям и по энергиям.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 7.

1. Найти молярную массу смеси, состоящей из 2 г водорода, 3 г кислорода и 5 г азота.

2. Определить среднюю кинетическую энергию <e ₀ > поступательного движения молекул газа, находящегося под давлением p = 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна n = 10 ¹³ см ^-3.

3. Работа расширения двухатомного идеального газа составляет А = 2 кДж. Определить количество подведенной к газу теплоты Q, если процесс протекал: 1)изотермически; 2)изобарно.

4. Графическое изображение термодинамических процессов.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 8.

1. 12 г газа занимают объём 4×10 ^-3 м ³ при температуре 7 ⁰ С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна 0,6 кг/м ³. До какой температуры нагрели газ?

2. Найти изменение энтропии при изотермическом переходе 6,6 г водорода от объема в 2 л к объема в 5 л

3. При адиабатическом расширении кислорода (n = 2 моля), находящегося при нор­мальных условиях, его объем увеличился в n = 3 раза. Определить: 1)изменение внут­ренней энергии газа; 2) работу расширения газа.

4. Уравнение состояния идеального газа.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 9.

1. Многоатомный газ, находящийся под давлением 0,10 МПа при температуре 7 С, был изобарно нагрет на 40 К, в результате чего он занял объем 8,0 дм ³. Определить количество теплоты, переданное газу.

2. Найти изменение энтропии при плавлении 1 к г льда при -0 ⁰ С.

3. Азот массой m = 1 кг занимает при температуре T = 300 К объём V = 0,5 м³. В результате адиабатического сжатия давление газа увеличилось в n = 3 раза. Определить: 1)конечный объём газа; 2)его конечную температуру; 3)изменение внутренней энергии газа.

Цикл Карно Тепловые машины и их к.п.д.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 10.

1. По молярной массе определить газ, если при плотности r = 0,34 кг/м ³ и температуре t ⁰ = 10 ⁰ С давление составляет p = 2×10⁵ Па.

2. Найти изменение энтропии при превращении 10 г льда при -20 ⁰ С в пар.

3. Азот, находившейся при температуре T = 400 К, подвергли адиабатическому расширению, в результате которого его объём увеличился в 5 раз, а внутренняя энергия уменьшилась на 4 кДж. Определить массу азота.

4. Теплоемкости.Число степеней свободы.

 

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 11.

1. Некоторый идеальный газ испытывает сначала изобарное расширение, а затем изотермическое сжатие. Изобразить эти процессы в координатах p, T и V, T.

2. Определить массу 1 моля смеси, состоящей из кислорода массой 8,0 г и углекислого газа массой 22 г.

3. Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа 900 м/с, а средняя длина свободного пробега при этих условиях 4,0 мкм. Определить среднее число столкновений молекул этого газа за 1 с.

4. Применение первого закон а термодинамики к изопроцессам.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 12.

1. Изобразить графически зависимость плотности ρ некоторой массы идеального газа от давления p при изотермическом процессе.

2. В цилиндре диаметром d = 40 см содержится двухатомный газ объемом V = 80 дм ³. На сколько следует увеличить нагрузку поршня при подводе количества теплоты Q = 84 Дж, чтобы поршень не пришел в движение?

3.. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70% количества теплоты, полученной от нагревателя и, составляющей 5 кДж, отдаёт холодильнику. Определить: 1)термический кпд цикла; 2)работу, совершённую при полном цикле.

4. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 13.

1. Определенная масса идеального газа изохорно нагревается, а затем изобарно сжимается. Изобразить графики этих процессов в координатах: а) p, V; б) p, T; в) ρ, T.

2. Найти объем смеси, состоящей из азота массой 2,8 кг и кислорода массой 3,2 кг и имеющей температуру 17 C и давление 0,40 МПа.

3. В сосуде вместимостью 1,0 дм находится азот при температуре 7 С и давлении 0,20 МПа. Определить число столкновений молекул азота в этом сосуде за 1,0 с.

4. Работа идеального газа при адиабатическом процессе.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 14.

1. Некоторая масса идеального газа изохорно нагревается, а затем после изотермического сжатия и изохорного охлаждения возвращается в исходное состояние. Изобразить эти процессы в координатах p, V и p, T.

2 Найти изменение энтропии при изобарическом переходе 6,6 г водорода от объема в 20 л к объема в 40 л

 

3. Газ, для которого g = 4/3, находится под давлением ρ = 0,20 МПа и занимает объем V ₁ = 3,0 дм ³. В результате изобарного нагревания объем его увеличился в 3 раза. Определить количество теплоты, переданное газа.

 

4. Работа идеального газа при изотермическом и изобарическом процессах.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 17.

1. В закрытом сосуде вместимостью 20 дм ³ содержится одноатомный газ, плотность которого 0,20 кг/м ³. Количество теплоты, необходимое для нагревания газа на 80 К при этих условиях, равно 997 Дж. Найти молярную массу этого газа.

2. 6 г углекислого газа и 5 г закиси азота заполняют сосуд объёмом 2 л. Каково общее давление в сосуде при температуре 127 ⁰ С?

3. Азот массой m = 14 г сжимают изотермически при температуре Т = 300 К от давления p ₁ = 100 кПа до давления p ₂ = 500 кПа. Определить: 1)изменение внутренней энергии газа; 2)работу сжатия; 3)количество выделившейся теплоты.

4. Энтропия.Неравенство Клаузиса.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 18.

1. В первом сосуде емкостью 3 л находится газ под давлением 2×10 ⁵ Па, а во втором емкостью 4 л тот же газ под давлением 10 ⁵ Па. Температура в обоих сосудах одинакова. Под каким давлением будет находиться газ, если сосуды соединить трубкой?

2. При адиабатическом расширении кислорода (n = 2 моля), находящегося при нор­мальных условиях, его объем увеличился в n = 3 раза. Определить: 1)изменение внут­ренней энергии газа; 2) работу расширения газа.

1. Некоторый газ массой m = 1 кг находится при температуре Т = 300 К и под давлением p ₁ = 0,5 МПа. В результате изотермического сжатия давление газа увеличилось в два раза. Работа, затраченная на сжатие, А = -432 кДж. Определить: 1)какой это газ; 2)первоначальный удельный объем газа.

 

4.Статистическое толкование второй закона термодинамики.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 19.

1. . В баллоне находилось 10 кг газа при давлении 10 ⁷ Па. Какое количество газа взяли из баллона, если окончательное давление стало равным 2,5×10 ⁶ Па? Температура газа постоянна.

 

2.Найти изменение энтропии при плавлении 1 к г льда при -0 ⁰ С

3. Азот массой m = 50 г находится при температуре T ₁ = 280 К. В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в n = 2 раза, а затем в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии стала равна первоначальной. Определить: 1)работу, совершенную газом; 2)изменение внутренней энергии газа.

4.Статистическое толкование второй закона термодинамики.

 

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 20.

1. Во сколько раз вес воздуха, заполняющего помещение зимой (7 ⁰ С), больше его веса летом (37 ⁰ С)? Давление одинаково.

 

2. Найти изменение энтропии при изотермическом переходе 6,6 г водорода от объема в 2 л к объема в 5 л

3. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический кпд которого равен 0,4. Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического расширения составляет 400 Дж.

4. Цикл Карно Тепловые машины и их к.п.д.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 21.

1.. 10 г кислорода находятся под давлением 3×10 ⁵ Па при температуре 10 ⁰ С. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объём 10 л. Найти: 1)объём и плотность газа до расширения;2)температуру и плотность газа после расширения.

 

2. Азот находится под давлением р = 100 кПа при температуре Т = 290 К. Определить коэффициенты диффузии D и внутреннего трения h. Эффективный диаметр молекул d азота принять равным 0,38 нм.

3. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты 5,5 кДж и совершил работу 1,1 кДж. Определить: 1)термический кпд цикла; 2)отношение температур нагревателя и холодильника.

4. Уравнение состояния идеального газа.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 15.

1. В запаянном сосуде находится вода, занимающая объём, равный половине объёма сосуда. Найти давление и плотность водяных паров при температуре 400 ⁰ С, зная, что при этой температуре вся вода обращается в пар.

2. Определить давление, оказываемое газом на стенки сосуда, если его плотность равна r = 0,01 кг/м ³, а средняя квадратичная скорость молекул газа составляет V _кв. = 480 м/с.

3. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70% количества теплоты, полученной от нагревателя и, составляющей 5 кДж, отдаёт холодильнику. Определить: 1)термический кпд цикла; 2)работу, совершённую при полном цикле.

4. Применение первого закон а термодинамики к изопроцессам.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 23.

1. Закрытый баллон вместимостью 0,80 м ³ заполнен азотом под давлением 2,3 МПа при температуре 20 С. Количество теплоты, переданное газу, равно 4,6 МДж. Определить температуру и давление газа в конце процесса.

2. Определить среднюю кинетическую энергию <e ₀ > поступательного движения молекул газа, находящегося под давлением p = 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна n = 10 ¹³ см ^-3.

3. Работа расширения двухатомного идеального газа составляет А = 2 кДж. Определить количество подведенной к газу теплоты Q, если процесс протекал: 1)изотермически; 2)изобарно.

4 Работа идеального газа при изотермическом и изобарическом процессах.

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 24.

1. 12 г газа занимают объём 4×10 ^-3 м ³ при температуре 7 ⁰ С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна 0,6 кг/м ³. До какой температуры нагрели газ?

2. Найти изменение энтропии при изотермическом переходе 6,6 г водорода от объема в 2 л к объема в 5 л

3. При адиабатическом расширении кислорода (n = 2 моля), находящегося при нор­мальных условиях, его объем увеличился в n = 3 раза. Определить: 1)изменение внут­ренней энергии газа; 2) работу расширения газа.

4. Закон Максвелла о распределении молекул по скоростям и по энергиям.

 

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 22

1. Объем пузырька воздуха по мере всплытия его со дна озера на поверхность увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера?

2.. Найти изменение энтропии при плавлении 1 к г льда при -0 ⁰ С.

3. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты 5,5 кДж и совершил работу 1,1 кДж. Определить: 1)термический кпд цикла; 2)отношение температур нагревателя и холодильника.

4. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты

Молекулярная физика.

Контрольная работа № 2.

Билет № 16.

1 Двухатомный газ находится в закрытом баллоне вместимостью 5,0 дм ³ под давлением 0,20 МПа. После нагревания давление в баллоне увеличилось в 4 раза. Определить количество теплоты, переданное газу.

 

2.. . В баллоне находилось 10 кг газа при давлении 10 ⁷ Па. Какое количество газа взяли из баллона, если окончательное давление стало равным 2,5×10 ⁶ Па? Температура газа постоянна.

 

3. Работа расширения двухатомного идеального газа составляет А = 2 кДж. Определить количество подведенной к газу теплоты Q, если процесс протекал: 1)изотермически; 2)изобарно.