РАЗДЕЛ II ОСНОВЫМОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ
Лекция 10. Основные понятия и определения. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа. Работа и теплота как формы передачи энергии. Теплоемкость. Удельная теплоемкость. Уравнение теплового баланса. Первое начало термодинамики. Адиабатный процесс. Принцип действия тепловой машины. КПД теплового двигателя. Второе начало термодинамики. Термодинамическая шкала температур. Холодильные машины. Тепловые двигатели. Охрана природы.
1. В чём отличие внутренней энергии идеального газа от внутренней энергии жидкого или твёрдого вещества?
1. Определите внутреннюю энергию 2 моль гелия при температуре 27 °С
2. Определите внутреннюю энергию гелия, заполняющего аэростат объёмом 80 м3, при давлении 100 кПа, температура гелия 273 К.
3. Объём газа, расширяющегося при постоянном давлении 100 кПа, увеличился на 2 л. Определите работу, совершённую газом в этом процессе.
4. Какая работа была совершена при изобарном сжатии 6 моль водорода, если его температура изменилась на 50 К?
5. При изобарном нагревании некоторого количества идеального газа от 17 до 117 °С газ совершил работу 4 кДж. Найдите количество вещества газа.
6. При изобарическом расширении идеального одноатомного газа была совершена работа 200 Дж. Определите изменение внутренней энергии газа.
7. Определите массу водорода, находящегося под поршнем в цилиндрическом сосуде, если при нагревании его от 250 до 680 К при постоянном давлении была совершена работа 392 Дж. Молярная масса водорода 0,002 кг/моль.
8. Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3?
9. Какую работу совершил одноатомный газ в процессе, изображённом на р V-диаграмме/
10. Идеальный газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, и совершил работу, равную 100 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия газа?
11. Каково изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты 300 Дж, а внешние силы совершили над ним работу 500 Дж?
12. При передаче газу количества теплоты 300 Дж его внутренняя энергия уменьшилась на 100 Дж. Какую работу совершил газ?
13. Идеальный газ отдал количество теплоты 600 Дж, при этом его внутренняя энергия увеличилась на 200 Дж. Чему равна работа, совершённая над газом?
14. Идеальный газ получил количество теплоты 100 Дж, и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Чему равна работа, совершённая внешними силами над газом?
15. Давление идеального одноатомного газа уменьшилось на 50 кПа. Г аз находится в закрытом сосуде при постоянном объёме 0,3 м3. Какое количество теплоты было отдано газом?
16. Одноатомный идеальный газ, первоначально занимающий объём 5 м3, изохорически перевели в состояние, при котором его давление увеличилось на 400 кПа. Какое количество теплоты сообщили газу?
17. КПД идеальной тепловой машины 40%. За цикл она получает от нагревателя количество теплоты 1200 Дж. Какую полезную работу она при этом совершает?
18. Тепловая машина имеет КПД 40%. За один цикл работы она отдаёт холодильнику количество теплоты 600 Дж. Какое количество теплоты при этом получает машина от нагревателя?
19. КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, 40%. Какую полезную работу совершает за цикл эта машина, если она отдаёт холодильнику количество теплоты 300 Дж?
20. Вычислите максимальное значение коэффициента полезного действия тепловой машины, если температура нагревателя 127 °С, а температура холодильника 27 °С.
21. Температура нагревателя идеальной тепловой машины 527 °С, а температура холодильника 127 °С. Определите количество теплоты, полученное машиной от нагревателя, если она совершила работу 700 Дж.
Домашнее задание: Мякишев Г.Я., Буховцев, Н.Н. Физика 10 класс Глава 13 Задачи Подготовка рефератов по темам: «История развития тепловой машины», «Дизельный двигатель, «Двигатель внутреннего сгорания, «Реактивный двигатель, «Паровая турбина», «Газовая турбина», «Реактивные двигатели и основы работы тепловой машины», «Экологические проблемы и возможные пути их решения», «Проблемы экологии, связанные с использованием тепловых машин»