ИДЗ «МКТ. Термодинамика». 14.1. В сосуде находится n1 = 10-7 моль кислорода и m2 = 10-6 г азота

Вариант 14

14.1. В сосуде находится n₁ = 10^-7 моль кислорода и m ₂ = 10^-6 г азота. При некоторой температуре давление смеси газов в сосуде равно P = 133 мПа. Молярные массы кислорода и азота считать равными, соответственно, M ₁ = 32×10^-3 кг/моль и M ₂ = 28×10^-3 кг/моль. Определите парциальные давления кислорода и азота.

14.2. На рисунке представлен график функции распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла), где - доля молекул, скорости которых заключены в интервале от до в расчете на единицу этого интервала.

Если, не меняя температуры, взять другой газ с меньше й молярной массой и таким же числом молекул, то…

1) величина максимума увеличится;

2 ) площадь под кривой уменьшится;

3) максимум кривой сместится вправо, в сторону больших скоростей.

4) площадь заштрихованной полоски уменьшится;

14.3. На какой высоте h над уровнем моря плотность кислорода уменьшается на 1%? Температуру кислорода равна t =27°C.

14.4. При нагревании некоторой массы газа на D T = 1 К при постоянном давлении объем этой массы газа увеличился на 1/350 часть первоначального объема. Найти начальную температуру T газа.

14.5. На рисунке представлена зависимость концентрации идеального газа от температуры для трех процессов. Изохорический процесс соответствует участку …

1) 1 – 2 2) 2 – 3 3) 3 – 4

4) такого участка на рисунке нет

14.6. Определить показатель адиабаты γ идеального газа, который при температуре T =350 К и давлении P =0,4 МПа занимает объем V =300 л и имеет теплоемкость C _v=857 Дж/К.

14.7. Какую массу углекислого газа можно нагреть при Р = const от температуры 20°C до температуры 100° С количеством теплоты Q = 222 Дж? На сколько при этом изменится средняя кинетическая энергия одной молекулы?

14.8. Один килограмм воздуха, находящийся при давлении Р = 10⁶ Па и температуре Т = 500 К, изотермически расширяется так, что давление уменьшается в четыре раза. После этого газ адиабатически сжимается до первоначального давления, а затем изобарически возвращается в первоначальное состояние. Определите работу, совершенную за цикл.

14.9. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q ₂=14 кДж. Определить температуру T ₁ теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника T ₂=280 К работа цикла A =6 кДж.

14.10. В результате нагревания m = 22 г азота его абсолютная температура увеличилась в n = 1,2 раза, а энтропия увеличилась на D S = 4,19 Дж/К. При каких условиях производилось нагревание (при постоянном объеме или при постоянном давлении)?

ИДЗ «МКТ. Термодинамика»

Вариант 15

15.1. В двух одинаковых по объему сосудах находятся разные газы: в первом – водород, во втором – кислород. Определите отношение n ₁/ n ₂ концентраций газов, если массы газов одинаковы (m ₁ = m ₂).

15.2. На рисунке представлены графики функций распределения молекул идеального газа n во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты h для двух разных газов, где m₁, m₂ - массы молекул газа (распределение Больцмана). Для этих распределений верными являются утверждения, что

1) масса m₁ больше массы m₂

2) концентрация молекул газа с меньшей массой на «нулевом уровне» (h = 0) меньше

3) масса m₁ меньше массы m₂

4) концентрация молекул газа с меньшей массой на «нулевом уровне» (h = 0) больше

15.3. В баллоне, объем которого V = 10,5 л, находится водород. При температуре t = 0°C давление водорода Р = 100 кПа. Найдите число молекул водорода, скорости которых лежат в интервале от 1,19 км/с до 1,21 км/с.

15.4. В сосуде находится n₁ = 10^–7 моль кислорода и m ₂ = 10^–6 г азота. При некоторой температуре давление смеси газов в сосуде равно P = 133 мПа. Молярные массы кислорода и азота считать равными, соответственно, M ₁ = 32×10^–3 кг/моль и M ₂ = 28×10^–3 кг/моль. Парциальные давления кислорода и азота оказываются равными…

15.5. В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ. График зависимости давления газа от температуры при изменении его состояния представлен на рисунке. Наименьшее значение объема соответствует состоянию газа

1) в точке А 2) в точке В

3) в точке С 4) в точке D

15.6. В сосуде объемом V = 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить удельную теплоемкость C_v этого газа при постоянном объеме. Посмотреть

15.7. Количество ν = 1кмоль азота, находящегося при нормальных условиях (температуре t ₁ = 0° С и давлении Р ₁ = 0,1 МПа), расширяется адиабатически от объема V ₁ до V ₂ = 5 V ₁. Найти приращение внутренней энергии газа и работу, совершенную газом при расширении.

15.8. На рисунке приведен цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является 1кмоль одноатомного идеального газа. Цикл состоит из двух ихохор и двух изотерм. Известны параметры первого и третьего состояния: Р₁ = 1,5 10⁶ Па, Т ₁ = 480 К и Р₃ = 1,5 10⁵ Па, Т ₃ = 280 К. Определите КПД цикла.

15.9. Двигатель работает по циклу Карно. Как изменится КПД теплового двигателя, если при постоянной температуре холодильника 17^оС температуру нагревателя повысить от 127^оС до 447^оС?

15.10. Изменение энтропии при изохорическом охлаждении кислорода от 550 до 275 К составило ΔS = - 28,80 ·10³ Дж/К? Сколько молей кислорода было использовано?