Теоретические вопросы

1. Определение теплоты, работы и внутренней энергии термодинамической системы.

2. Теплоемкость газов.

ИДЗ - 2

Вариант 13 Задачи

1. Н а рисунке представлен замкнутый цикл в координатах р,V. Участок CD соответствует изотерме. Вычертить эту диаграмму в координатах V,T.

2. Система при адиабатическом процессе совершила работу 10 Дж. На какую величину при этом изменилась внутренняя энергия системы? Под системой в задаче следует понимать идеальный газ.

3. Азот массой m = 10 г находится при температуре Т = 270 К. Определить: 1) среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул азота; 2) среднюю кинетическую энергию одной молекулы азота. Газ считать идеальным.

4. При изобарном нагревании некоторого газа ( = 2 моль) на Т = 90 К ему было сообщено количество теплоты 5,25 кДж. Определить: 1) работу, совершаемую газом; 2) изменение внутренней энергии; 3) постоянную адиабаты .

5. В сосуде, объем которого V = 0,5 л, находится 1 г парообразного йода (I₂). При температуре 1000С давление в сосуде равно 700 мм рт. ст. Найти степень диссоциации молекул йода при этих условиях ( = 254 г/моль).

6. Газ в сосуде находится, под давлением 2·10⁵ Па и температуре 127°С? Определить давление газа после того, как половина массы газа выпущена из сосуда, а температура понижена на 50°С. Результат представить в кПа.

7. Определить концентрацию, при которой среднее расстояние между молекулами в 100 раз меньше, чем длина свободного пробега молекул газов: а) азота ( = 3,110^-8 см); б) водорода ( = 2,310^-8 см);  – эффективный диаметр молекул.

8. Доказать, что коэффициент полезного действия теплового двигателя, работающего по произвольному обратимому циклу, меньше, чем коэффициент полезного действия цикла Карно, работающего между максимальной и минимальной температурами этого цикла.

Теоретические вопросы

1. Работа газов при изопроцессах.

2. Связь между теплоемкостями при постоянном объеме и постоянном давлении.

ИДЗ - 2

Вариант 14 Задачи

1. На V – T диаграмме представлен замкнутый процесс, проведенный с идеальным газом. Изобразить этот процесс в координатах р – V.

2. При какой температуре внутренняя энергия 20 кг аргона составляет 2,49310⁶ Дж? Универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(мольК), молярная масса аргона 0,040 кг/моль. Результат представить в единицах СИ.

3. Температура пара, поступающего из котла в паровую машину t₁ = 227C. Температура в конденсаторе t₂ = 27C. Какова теоретически максимальная работа, которую можно получить при затрате количества тепла Q = 2,3 кДж?

4. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70% теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя, равно 15 кДж. Определить: 1) термический КПД цикла; 2) работу, совершенную при полном цикле.

5. Найти среднюю квадратичную скорость, среднюю кинетическую энергию поступательного движения и полную среднюю кинетическую энергию молекул гелия и азота при t = 27C.

6. Два сосуда соединены тонкой трубкой с краном. В одном сосуде находится 1,5 л азота под давлением 4,0 Па, в другом 3 л кислорода при давлении 2,5 Па. Какое установится давление в сосудах, если открыть кран? Температура газа постоянна. Ответ представить в единицах СИ.

7. Азот массой m = 280 г расширяется в результате изобарного процесса при давлении p = 1 Мпа. На расширение затрачена теплота Q = 5 кДж, а начальная температура азота Т₁ = 290 К. Определить 1) работу расширения; 2) конечный объем газа.

8. Теплоизолированный сосуд, разделенный на две равные части (V₁ = 2 л, V₂ = 3 л), наполнен идеальным газом. В первой части газ находится под давлением p₁ = 10⁵ Па при температуре t₁ = 27С; во второй части под давлением p₂ = 510⁵ Па и той же температуре. Найти изменение энтропии всей системы после удаления перегородки и установления равновесного состояния. Изменится ли ответ, если в объемах V₁ и V₂ находятся разные газы?