Теоретические вопросы

1. Политропный процесс.

2. Работа газа при изотермическом процессе.

ИДЗ - 2

Вариант 15 Задачи

1. Нарисовать на диаграмме р – Т две изохоры 1 и 2, соответствующие разным массам m₁ и m₂ одного и того же газа, занимающего один и тот же объем. Ответ обосновать.

2. При адиабатическом расширении двух молей одноатомного газа его температура понизилась на 100С. Определить работу, совершенную газом. Универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(мольК). Ответ представить в единицах СИ.

3. Каково давление воздуха в шахте на глубине 1 км, если считать, что температура по всей высоте постоянна и равна 22С, а ускорение свободного падения не зависит от высоты.

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

5. Рассчитать полную энергию всех молекул кислорода, занимающего при давлении р = 210⁵ Н/м² объем V = 30 л.

6. Определите плотность воздуха на высоте 10 км над уровнем моря, если температура воздуха равна -48°С, а давление на этой высоте равно 2,77·10⁴ Па. Молярная масса воздуха 29 г/моль, универсальная газовая постоянна 8,31 Дж/(моль·К). Ответ представить в единицах СИ и округлить до десятых.

7. Закон распределения молекул газа по скоростям в некотором молекулярном пучке имеет вид Определить наиболее вероятную скорость и наиболее вероятное значение энергии ₀ молекул в этом пучке.

8. Очень небольшой теплоизолированный сосуд разделен на две равные части теплопроницаемой перегородкой. В каждой части находится углекислый газ в количестве 10^-8 моль. Температура газа в одной части сосуда t₁ = 28С, во второй части t₂ = 27С. Пренебрегая теплоемкостью сосуда, определить, во сколько раз возрастает вероятность состояния системы при выравнивании температур. Определить изменение вероятности при переходе теплоты от менее нагретой части газа к более нагретой. Считать, что газ идеальный.

Теоретические вопросы

1. Круговой процесс (цикл). Обратимые и необратимые процессы.

2. Понятие энтропии.

ИДЗ - 2

Вариант 16 Задачи

1. В сосуде вместимостью 5 л при нормальных условиях находится азот. Определите: 1) количество вещества ; 2) массу азота; 3) концентрацию п его молекул в сосуде.

2. Масса одной молекулы газа равна 5,410^-26 кг. Определить молекулярную массу газа. Принять число Авогадро 610²³ моль^-1. Ответ представить в г/моль.

3. На рисунке представлен циклический процесс изменения состояния идеального газа. Объяснить, в каких точках объем идеального газа имеет одинаковые значения при различных значе6ниях давления и температуры. Ответ обосновать.

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. Найти среднюю кинетическую энергию < _вращ > вращательного движения одной молекулы кислорода при температуре Т = 350 К, а также кинетическую энергию Е_к вращательного движения всех молекул кислорода массой m = 4 г.

6. Резиновый шар содержит 2·10^-3 м³ воздуха при температуре 27°С. Какой объемом займет воздух, если шар погрузить в воду на глубину 10 м, где температура воды 17°С? Атмосферное давление нормальное и равно 10⁵ Па. Принять плотность воды  = 10³ кг/м³, g = 10 м/с². Результат представить в единицах СИ и округлить до второй значащей цифры.

7. Используя функцию распределения молекул идеального газа по энергиям, найти для данной температуры отношение средней кинетической энергии <  > молекул к наиболее вероятному значению их энергий.

8. Два моля азота N₂, находившиеся при нормальных условиях, сначала изотермически перевели в некоторое состояние, а затем квазистатически и адиабатно – в конечное состояние с объемом, в четыре раза больше начального. Определить работу, совершенную газом, если в изотермическом процессе ему было сообщено Q = 11300 Дж теплоты.