Контрольная работа № 1

1. Сколько молей вещества содержится в 160 г кислорода О₂?

2. Имеется 1,2 моль гелия. Какова его масса? Какой объем займет он при нормальных условиях¹?

3. Сколько молекул содержится в 1 г водорода?

4. Какой объем занимают 2,4 г гелия при нормальных условиях¹?

5. Определить массу молекулы водорода и их число в 10 г.

6. Молекула кислорода при нормальных условиях¹ движется со средней скоростью 450 м/с. Вычислить импульс молекулы.

7. В сосуде вместимостью 0,3 л находится азот при нормальных условиях¹. Определить массу и число молей азота.

8. Определить среднюю арифметическую и среднюю квадратичную скорости молекул хлора при комнатной температуре 20 °С.

9. В сосуде вместимостью 0,8 л содержится аммиак NH₃ при нормальных условиях¹. Определить массу и число молей аммиака.

10. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа при температуре 5000 К равна 1,5·10^-23 Дж. Какой будет энергия молекул при 1227 °С?

11. Масса 18,07·10²⁴ молекул некоторого газа составляет 0,84 кг. Какой это газ?

12. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы газа равна 6·10^-21 Дж. Определить давление газа, если в 1 м³ содержится 5·10²⁵ молекул.

13. При нормальных условиях¹ средняя квадратичная скорость молекулы углекислого газа СО₂ равна 362 м/с. Определить ее импульс.

14. Определить массу молекулы газа, если средняя квадратичная скорость молекул при температуре 300 К равна 660 м/с.

15. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа 0,8·10^-20 Дж. Определить его температуру.

16. Используя число Лошмидта², подсчитать давление газа при температуре 273 К.

17. Сколько молекул содержится в 56 г оксида углерода СО?

18. Определить среднюю длину свободного пробега молекул азота, если средняя арифметическая скорость их 453 м/с и за 1 с происходит в среднем 7,55·10⁹ столкновений.

19. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул азота равна 830 м/с?

20. Вычислить массу одной молекулы озона Оз и углекислого газа СО₂.

21. Определить среднюю арифметическую скорость молекул кислорода при нормальных условиях¹.

22. Сколько молекул содержится в 0,5 см³ воды? Плотность воды ρ=1·10³ кг/м³. Определить массу одной молекулы.

23. Азот находится при температуре 770 К. Какой будет средняя квадратичная скорость его молекул?

24. Какова концентрация молекул газа при давлении 0,2·10⁵ Па и температуре 360 К?

25. Определить массу и количество вещества 1,6·10²⁴ молекул кислорода.

26. При изобарном процессе воздух массой 0,29 кг совершил работу 2500 Дж. На сколько кельвин изменилась при этом температура воздуха? Молярная масса воздуха 29·10~³ кг/моль.

27. Какую работу совершают 320 г кислорода при изобарном нагревании на 15 К?

28. Получено 24 г водорода при температуре 17 °С и давлении 0,99·10⁵ Па. Найти его объем.

29. Газ, занимавший в цилиндре объем 20 л под давлением 1 МПа, изобарно нагрели от 50 до 200 °С. Найти работу расширения газа.

3 0. Найти массу воздуха в комнате размерами 6^х5^х3 м при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении.

31. Какую работу совершил газ при изопроцессе, изображенном на рис. 4?

32. В баллоне вместимостью 5 л находится 3,0 г кислорода. Определить давление в баллоне при 17 °С.

33. Найти плотность углекислого газа при температуре 7 ⁰С и давлении 2,03·10⁵ Па.

34. В баллоне вместимостью 10 л находится водород под давлением 3 МПа и при температуре —23 ⁰С. Определить его массу.

35. Какой объем занимают 5 г азота, находящегося при температуре 250 К и давлении 1,8 кПа?

36. В цилиндре под поршнем находится воздух при температуре 20 °С. До какой температуры следует нагреть воздух, чтобы его плотность уменьшилась в 1,5 раза? Процесс изобарный.

37. Найти объем газа при нормальных условиях¹, если при температуре 27 °С и давлении 36 кПа газ занимает объем 82 л.

38. Определить массу углекислого газа в баллоне вместимостью 30 л при температуре 27 °С и давлении 3,07 МПа.

39. Давление газа при 290 К равно 105 кПа. Каким будет давление газа, если его охладить при постоянном объеме до 250 К?

40. Газ занимал объем 6 л. После охлаждения при постоянном давлении на 54,6 К его объем стал 4,8 л. Определить первоначальную температуру газа.

41. Вакуум в рентгеновской трубке при температуре 288 К равен 1,2·10^-3 Па. Каким будет вакуум в работающей трубке при температуре 75 °С?

42. Определить массу кислорода, хранящегося в баллоне вместимостью 0,3 м³, при температуре 300 К и давлении 202 кПа.

43. Определить изменение внутренней энергии атомарного кислорода при нагревании на 100 К. Масса кислорода 32 г.

44. Кислород массой 80 г изобарно нагревается на 50 К. Какая работа совершается при увеличении его объема и на сколько изменяется внутренняя энергия газа?

45. Какую работу совершит газ, находящийся в цилиндре под поршнем, если при постоянном давлении 0,3 МПа его объем увеличится от 3 до 18 л?

46. Вычислить массу углекислого газа, занимающего объем 1,5 м³ при давлении 0,18 МПа и температуре 0 °С.

47. Газ занимает объем 2 л при температуре 273 °С. Найти его объем при прежнем давлении и температуре 546 ⁰С.

48. Найти объем 0,11 кг углекислого газа, находящегося при нормальном атмосферном давлении¹ и температуре 17 °С.

49. Плотность газа при давлении 0,7 МПа и температуре 36 ⁰С равна 12 кг/м³. Определить молярную массу и назвать газ.

50. Изобарный процесс протекал при давлении 400 кПа, при этом объем газа увеличился от 60 до 100 л. Определить работу газа при расширении.

51. Определить массу керосина, который потребуется сжечь, чтобы нагреть 2 л воды от 25 до 100 °С. Считать, что для нагревания воды расходуется 75 % теплоты, полученной при сгорании керосина.

52. На сколько градусов повысится температура 1,55 л воды, если при нагревании ее на спиртовке с КПД 24 % расходуется 80 г спирта?

53. Стальной болт массой 300 г нагрели в печи, после чего погрузили в медный сосуд массой 200 г, содержащий 1,3 кг воды при температуре 16 °С. В результате теплообмена температура воды повысилась до 31 °С. Какова была температура печи?

54. В печи с КПД 26 % нагревают 520 кг алюминия от 10 °С до температуры плавления. Сколько нефти для этого потребуется сжечь?

55. Определить удельную теплоту сгорания топлива, если для нагревания 1,5 л воды на 82 К нагреватель с КПД 25 % расходует 46 г топлива.

56. Определить КПД нагревателя, если для нагревания 1,5 л воды от 10 до 100 °С потребовалось израсходовать 40 г керосина.

57. Для определения удельной теплоемкости испытуемое тело массой 0,15 кг нагрели до 100 °С и поместили в латунный калориметр массой 120 г с 0,2 кг воды при 16 °С. В результате теплообмена установилась температура 22 °С. Какое значение удельной теплоемкости было получено в результате проведения опыта?

58. Для приготовления ванны с объемом воды 300 л смешали холодную воду при температуре 5 °С с горячей при 71 °С. Сколько той или другой воды надо взять для установления температуры 35 °С?

59. В алюминиевую кружку массой 120 г влили 0,5 л воды при температуре 100 °С. Какая температура установилась в результате теплообмена, если первоначальная температура кружки была 15 °С?

60. Для приготовления ванны к 125 л воды при температуре 10 °С добавили 175 л воды при 60 °С. Какая температура воды установилась в ванне?

61. На сколько кельвин повысится температура 0,2 кг воды, если ей будет передана вся энергия, выделенная при остывании 2 кг меди на 60 К?

62. При остывании железного утюга массой 3,5 кг, имеющего начальную температуру 170 °С, его внутренняя энергия уменьшилась на 160 кДж. До какой температуры остыл утюг?

63. Чугунную гирю массой 0,5 кг, нагретую до 200 °С, помещают в сосуд, содержащий 2,5 л воды при температуре 15 °С. На сколько повысится температура воды? Нагреванием сосуда пренебречь.

64. В сосуд, содержащий 0,95 кг воды при температуре 17 °С, опускают брусок из латуни массой 100 г, нагретый до 400 К. Какая температура установится в сосуде? Потери теплоты не учитывать.

65. Сколько литров воды при температурах 18 и 80 °С нужно смешать, чтобы получить 200 л с температурой 40 °С?

66. На сколько кельвин нагрелась бы вода, падая с высоты 50 м, если бы вся потенциальная энергия, освобожденная при ее падении, пошла на повышение температуры воды?

67. Колесный трактор за 1 ч непрерывной работы со скоростью 1,7 м/с развил силу тяги 10,9 кН и израсходовал 6,9 кг дизельного топлива. Определить КПД двигателя.

68. Пулемет с КПД 30 % выбрасывает пули со скоростью 750 м/с. Масса пули 9,6 г. Определить массу порохового заряда.

69. В двигателе автобуса за 1 ч расходуется 28,8 кг горючего. Мощность двигателя 90 кВт, а его КПД 26 %. Какое топливо используется в двигателе автобуса?

70. КПД дизель-мотора 28 %, а его мощность 100 кВт. Сколько нефти расходуется в нем за 1 ч?

71. Молот массой 350 кг падает с высоты 2 м на стальную деталь массой 3,5 кг. На сколько кельвин нагревается деталь после 10 ударов молота, если 50 % его энергии расходуется на нагревание детали?

72. Свинцовая пуля, имея скорость 360 м/с, попадает в доску и застревает в ней. На сколько кельвин нагрелась пуля, если 30 % энергии пули пошло на ее нагревание?

73. На сколько кельвин нагревается вода, падая с высоты 150 м? Считать, что 30 % энергии воды тратится на ее нагревание.

74. Автомобиль, двигаясь со средней скоростью 60 км/ч, развивает силу тяги 2 кН. КПД двигателя автомобиля 25 %. Какая масса бензина расходуется за 1 ч?

75. Стальное сверло массой 0,4 кг после работы поместили в машинное масло, которое при этом нагрелось от 10 до 30 °С. Масса масла 1 кг. До какой температуры нагрелось сверло за время работы?

76. Железная гиря массой 2 кг, нагретая до температуры 650 °С, погружается в 1,5 л воды при температуре 25 °С; при этом вся вода нагревается до 100 °С и частично испаряется. Определить массу испарившейся воды. Плотность воды принять равной 1·10³ кг/м³.

77. Для определения удельной теплоты парообразования воды в медный калориметр массой 180 г, содержащий 420 г воды при температуре 8,4 °С, через змеевик впускают 17,89 г сухого пара при температуре 100 °С. Окончательная температура в калориметре установилась 33,4 °С. Какая удельная теплота парообразования была получена?

78. Для нагревания ванны, содержащей 300 л воды при температуре 279 К, в нее по змеевикам впускают 11,8 кг пара при температуре 100 °С. Определить, до какой температуры нагреется вода. Потери теплоты не учитывать.

79. В сосуд, содержащий 2,4 кг воды при температуре 281 К, бросают раскаленный кусок железа массой 0,4 кг. Определить начальную температуру куска железа, если температура воды в сосуде повысилась до 294 К и 10 г ее испарилось. Нагревание сосуда не учитывать.

80. Для нагревания 1,8 л воды, взятой при температуре 16 °С, было израсходовано 8,4·10² кДж теплоты. Определить, какая масса воды при этом обратилась в пар.

81. Какое количество теплоты необходимо, чтобы 0,1 кг воды, взятой при температуре 283 К, вскипятить и 10 г ее испарить?

82. Необходимо повысить температуру воды от 10 до 80 °С введением в нее пара при температуре 100 °С. Сколько пара потребуется для нагревания 2 л воды?

83. В 0,5 кг воды ввели 63 г водяного пара при температуре 100 °С, после чего установилась температура 80 °С. Какова была начальная температура воды?

84. В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при температуре 288 К, впускают 0,2 кг водяного пара с температурой 100 °С. Определить установившуюся температуру. Потери энергии не учитывать.

85. Для нагревания 2,5 кг воды от 10 до 100 °С в нее впускают пар, имеющий температуру 100 °С. Сколько пара ввели в воду?

86. В перегонный куб с КПД 33 % было налито 20 л воды при температуре 10 °С. Сколько дистиллированной воды можно получить, если израсходовать в топке куба 2 кг нефти?

87. Для определения удельной теплоты парообразования воды был проделан следующий опыт. В медный калориметр массой 200 г налили 500 г воды при температуре 8 °С, а затем впустили пар с температурой 100 °С. Масса пара оказалась 17 г, а температура в калориметре установилась 28 °С. Какое значение удельной теплоты парообразования воды было получено?

88. В 500 г воды, взятой при температуре 289 К, впускают 75 г водяного пара при 100 "С, который обращается в воду. Найти температуру воды после впуска пара.

89. Сколько было израсходовано энергии нагревателем, КПД которого 32 %, если 4 кг воды были нагреты от 10 до 100 °С и при этом 3 % ее обратилось в пар?

90. В калориметр, содержащий 0,25 кг воды при температуре 25 °С, впустили 10 г водяного пара при температуре 100 °С. Какая температура установилась в калориметре, если его теплоемкость 1000 Дж/кг?

91. В бак, содержащий 1,5 кг воды при температуре 20 ^СС, опустили железную гирю массой 2 кг, нагретую в печи. При этом вся вода нагрелась до кипения и 62 г ее испарилось. Определить температуру печи.

92. Определить КПД холодильника, если для охлаждения в нем 2 л воды от 282,5 К до точки замерзания потребовалось испарить 73 г фреона.

93. В дистиллятор было налито 30 л воды при 281 К. Для получения 5 л дистиллированной воды было израсходовано 1,6 м³ природного газа. Каков КПД дистиллятора?

94. Воду массой 0,6 кг нагрели от 283 до 373 К и при этом 20 % ее обратилось в пар. Не учитывая потери, определить затраченную энергию. Изобразить графически в координатах Q и t этот процесс.

95. Сколько серного эфира с начальной температурой 10 °С обращается в пар, если им поглощается 30 кДж энергии?

96. В дистилляторе, КПД которого 40 %, имеется 30 кг воды при температуре 10 ⁰С. Сколько дистиллированной воды можно получить, сжигая 4 м³ природного газа?

97. Сколько надо сжечь угля марки А-1, чтобы 5 т воды, взятой при температуре 283 К, нагреть до кипения и 1 т обратить в пар, если КПД котла 60 %?

98. Кусок чугуна массой 2 кг, нагретый в печи, погрузили в 2 кг воды, находящейся в алюминиевом сосуде массой 0,8 кг. При этом вся вода нагрелась от 20 до 100 °С и 15 г ее испарилось. Определить по этим данным температуру печи.

99. В сосуд, содержащий 30 кг воды при температуре 273 К, вводят 1,85 кг сухого водяного пара, имеющего температуру 100 °С, вследствие чего температура воды становится равной 310 К. Найти по этим данным удельную теплоту парообразования воды.

100. Сколько каменного угля марки А-2 надо сжечь для того, чтобы превратить в пар 10³ кг воды, взятой при температуре 273 К? КПД топки 70 %, температура пара 373 К.

101. Сколько воды может испариться в помещении, размеры которого 5^х8^х3 м, если температура воздуха в нем 25 °С, а температура точки росы 12 °С?

102. При какой температуре воздуха относительная влажность составляет 60 %, а температура точки росы 10 °С?

103. Найти абсолютную и относительную влажности воздуха в помещении, размеры которого 8^х4^х2,5 м, если в нем содержится 664 г водяного пара при температуре 17 °С.

104. На сколько понизилась температура воздуха при появлении росы, если при температуре 23 °С относительная влажность 60 %?

105. Какую температуру показывает влажный термометр психрометра, если в помещении при температуре 24 °С относительная влажность 56%?

106. Относительная влажность воздуха при температуре 20 °С равна 60 %. Определить массу водяного пара, содержащегося в помещении, размеры которого 4^х5^х3 м.

107. Температура воздуха понизилась от 26 до 15 °С, а относительная влажность не изменилась. Сколько воды выделилось из 1 м³ воздуха, если относительная влажность была 70 %?

108. Относительная влажность воздуха днем при температуре 25 °С была 54%. Какой будет относительная влажность ночью при 18 ⁰С, если не изменится абсолютная влажность?

109. При понижении температуры воздуха с 24 до 15 °С из каждого кубического метра выделилось 2,6 г воды. Каковы были абсолютная и относительная влажности воздуха?

110. Вечером на берегу озера при температуре 18 °С относительная влажность воздуха была 75 %. При какой температуре к утру может появиться туман?

111. Температура воздуха 18 °С, а температура точки росы 8 ⁰С. Определить абсолютную и относительную влажности воздуха.

112. Температура воздуха 24 °С, а его относительная влажность 60 %. При какой температуре появится роса?

113. При температуре воздуха 22 ⁰С относительная влажность была 90%. Сколько воды выделилось из 1 м³, если вечером температура воздуха понизилась до 13 ⁰С?

114. Что показывают сухой и влажный термометры психрометра, если разность их показаний равна 4 °С, а относительная влажность воздуха 65 %?

115. Относительная влажность воздуха 65%. Какова абсолютная влажность, если на психрометре влажный термометр показывает температуру на 4 К меньшую, чем сухой?

116. При понижении температуры от 25 до 10 °С из каждого кубического метра воздуха выделилось 6,9 г влаги. Какова была относительная влажность воздуха при температуре 25 °С?

117. Температура воздуха 30 °С, а относительная влажность 54%. Определить абсолютную влажность и температуру точки росы.

118. При температуре воздуха 20 °С относительная влажность была 64 %. Появится ли роса с понижением температуры до 10 °С?

119. Показания сухого и влажного термометров психрометра 22 и 18 °С. Каковы абсолютная и относительная влажности воздуха?

120. Найти температуру точки росы, если при температуре воздуха 20 °С относительная влажность равна 68 %.

121. Относительная влажность воздуха вечером при 18 °С была 60 %. Появилась ли роса утром, если температура понизилась до 9 °С?

122. Температура воздуха 24 °С. Какова абсолютная и относительная влажности воздуха, если температура точки росы 12 °С?

123. Нормальная влажность в жилом помещении должна быть от 50 до 60 %. Выполняется ли это требование, если на психрометре термометры показывают 20 и 15 °С?

124. При понижении температуры воздуха от 16 до 10 °С из каждого кубического метра воздуха выделилось по 1,5 г воды. Какой была относительная влажность воздуха?

125. Температура точки росы 8 ^оС, а относительная влажность 55 %. Какова температура воздуха?