Задачи для самостоятельного решения.

1. Ванну вместимостью 100 л необходимо заполнить водой, имеющей температуру 30С. Для этого используют воду температурой 80С и лед, взятый при температуре -2С. Определить массу льда, которую надо положить в ванну. Удельная теплоемкость воды с_в = 4.19 кДж/(кгК), льда с_л = 2.1 кДж/(кгК), удельная теплота плавления льда  = 330 кДж/кг.

2. В теплоизолированном сосуде содержится смесь воды и льда, находящаяся в тепловом равновесии. Масса воды 500 г, льда 54.4 г. В сосуд вводится сухой водяной пар массой 6.6 г при температуре 100С. Какой будет температура после установления нового состояния теплового равновесия? Удельная теплоемкость воды с_в = 4.19 кДж/(кгК), льда с_л = 2.1 кДж/(кгК), удельная теплота плавления льда  = 330 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды r=2.310⁶ Дж/кг.

3. Лед массой 2 кг, взятый при температуре - 20С, нагрели до кипения и обратили в пар. Какое количество теплоты потребовалось для этого? Удельная теплоемкость воды с_в = 4.19 кДж/(кгК), льда с_л = 2.1 кДж/(кгК), удельная теплота плавления льда  = 330 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды r=2.310⁶ Дж/кг.

4. Двухатомный идеальный газ ( = 2 моль) нагревают при постоянном объеме до температуры Т₂ = 289 К. Определить количество теплоты, которое необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его давление в n = 3 раза.

5. Кислород объемом 1 л находится под давлением 1 МПа. Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его объем вдвое в результате изобарного процесса.

6. Азот массой m = 14 г сжимают изотермически при температуре Т = 300 К от давления p₁ = 100 кПа до давления p₂ = 500 кПа. Определить изменение внутренней энергии газа и работу сжатия.

7. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% количества теплоты, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты Найти к.п.д. цикла  и работу А, совершаемую за один цикл

8. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу и отдает за один цикл холодильнику количество теплоты Найти к.п.д. цикла .

9. Азот массой m = 1 кг занимает при температуре Т₁ = 300 К объем V₁ = 0,5 м³. В результате адиабатического сжатия давление газа увеличилось в 3 раза. Определить конечный объем газа и его конечную температуру.

10. Газ расширяется адиабатически, причем объем его увеличивается вдвое, а термодинамическая температура падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?

Список литературы

Основная:

1. Трофимова Т.И. Курс физики: Курс физики: Учебное пособие для вузов - 16-е изд.,стер. – Академия, 2008.

2. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. - М.:Оникс 21 век; Мир и образование, 2005

Дополнительная:

1. Савельев И.В. Курс общей физики (в трех томах). 7-е издание. - М: Изд. Дом «Лань», 2007.

2. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики: Учебник для вузов: В 3 т. Т.1-3. Изд.11. – М: Изд. Дом «Лань», 2007 г.

3. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики (в трех томах), 7-е издание, 2007. 1184 с. Издательский Дом Лань, 2007 г.

4. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике. Для инженеров и студентов вузов. Изд.8, перераб. и испр., 2007

5. И.Л.Касаткина. Репетитор по физике. В 2-х т. – Ростов н/Дону: Феникс, 2008.

Приложение 1

Некоторые физические постоянные

Физическая постоянная	Обозначение	Значение
Скорость света в вакууме	c	3.00·108 м/с
Гравитационная постоянная	G	6.67·10-11 м3/(кг·с2)
Число Авогадро	NА	6.02·1023 моль-1
Молярная газовая постоянная	R	8.31 Дж/(моль·К)
Постоянная Больцмана	k	1.38·10-23 Дж/К
Атомная единица массы	1а.е.м.	1.660·10-27 кг
Элементарный заряд	e	1.60·10-19 Кл
Масса покоя электрона	me	9.11·10-31 кг
Масса покоя протона	mр	1.67·10-27 кг
Электрическая постоянная	0	8.85·10-12 Ф/м
Магнитная постоянная	0	4·10-7 Гн/м
Постоянная Планка	h ħ	6.63·10-34 Дж/c 1.05·10-34 Дж/c