2.2. Основи термодинаміки

1.Внутрішня енергія тіл. Два способи зміни внутрішньої енергії тіла. Робота газу.

2. Перший закон термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів.

3.Рівняння теплового балансу для найпростіших теплових процесів.

4.Адіабатний процес.

5.Теплові машини. Холодильна машина.

2.2.1.Екзаменаційні питання по темі «Основи термодинаміки»

16. Внутрішня енергія, способи її зміни. Кількість теплоти та робота. Перший закон термодинаміки.

17. Принцип дії теплових двигунів. ККД теплового двигуна. Проблеми захисту навколишнього середовища від забруднення.

2.2.2.Питання для самостійного відпрацювання

1.Способи зміни внутрішньої енергії тіла.

2.Необоротність теплових та інших процесів

2.2.3. Задачі для самостійного розв’язування

1.  Газ, який займає об’єм 20л за нормальних умов, ізобарно нагріто до 80°С. Визначити роботу розширення газу.

Відповідь: 550 ДЖ.

2.  В циліндрі під тиском 19,6 · 10⁴ Па міститься 1м³ повітря при 273К. Яка буде виконана робота при ізобаричному нагріванні його на 10К?

Відповідь: А = 7330 Дж.

3.  Повітря перебуває при 273К під тиском 14,7 · 10⁴Па. Яку роботу виконує 10³м³ повітря при ізобаричному розширенні, якщо температура його підвищиться до 273К?

Відповідь: 11 Дж.

4.  Під час ізотермічного розширення ідеальний газ виконав роботу 20 Дж. Яку кількість теплоти надано газу?

Відповідь: 20 Дж.

5.  Коли у воду, що має температуру 10°С, вкинули тіло, нагріте до 100°С, через якийсь час встановилась загальна температура 40°С. Яку температуру матиме вода, якщо, не виймаючи першого тіла, в неї кинули ще одне таке саме тіло, нагріте теж до температури 100°С?

Відповідь: 55°С.

6.  Для приготування ванни, місткість якої 200л, змішали холодну воду при температурі 10°С з гарячою при температурі 60°С. Які об’єми холодної і гарячої води треба взяти, щоб у ванні встановилася температура 40°С?

Відповідь: 80л, 120л.

7.  Для ізобарного нагрівання 800 молів газу на 500К їм було надано 9,4 МДж теплоти. Визначити роботу газу, а також його внутрішню енергію.

Відповідь: 3,3 МДж, 6,1 МДж. 

8. Температура нагрівника ідеальної теплової машини становить 117°С, а холодильника 27°С. Кількість теплоти, що її дістає машина від нагрівника за 1с, дорівнює 60 кДж. Обчисліть ККД машини, кількість теплоти, яку збирає холодильник за 1с, і потужність машини.

Відповідь:  = 23%, Q= 46 кДж, Р =14 кВт.

9. В ідеальній тепловій машині за рахунок кожного кілоджоуля енергії, що її дає нагрівник, виконується робота 300Дж. Визначити ККД машини і температуру нагрівника, якщо температура холодильника 280К.

Відповідь:  = 30%; Т_н= 400 К.

10. У паровій турбіні витрачається 0,35кг дизельного пального на 1 кВт·год. Температура пари, яка надходить у турбіну, дорівнює 250°С , температура холодильника 30°С .Обчислити фактичний ККД турбіни і порівняти його з ККД ідеальної теплової машини, яка працює за тих самих температурних умов.

Відповідь:  ₁ = 24%;  ₂ = 42%.

11. Двигун внутрішнього згорання витрачає за 1 год. 25, 3кг нафти. ККД двигуна 25%. Визначити потужність двигуна.

Відповідь: 81 кВт.

12. Якби кінетична енергія автомобіля «Волга» масою 1500кг, що рухається із швидкістю 33,3 м/с, раптово перетворилася на тепло, то скільки б теплоти виділилося?

Відповідь: 816,75 кДж. 

Модульна контрольна робота № 2

Лабораторна робота 3. Дослідне підтвердження закону Бойля – Маріотта.

Лабораторна робота 4. Визначення відносної вологості повітря.

Лабораторна робота 5. Визначення поверхневого натягу води методом відриву крапель.

реферати

1.Пояснення агрегатних станів речовини на основі МКТ.

2.Явища змочування і капілярності у природі і техніці.

3.Взаємодія атомів і молекул речовин у різних агрегатних станах.

4.Властивості парів.

5.Полімери: їх властивості та застосування.

6.Закони термодинаміки.

7.Теплові двигуни.