Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Фізика_практичні роботи.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
5.32 Mб
Скачать

Приклад 11

В циліндрі під поршнем знаходиться водень масою m = 0,02 кг при температурі Т = 300 К. Водень спочатку розширився адіабатично, збільшивши свій об’єм в n1 = 5 разів, а потім був стиснутий ізотермічно, причому об’єм газу зменшився в n2 = 5 разів. Знайти температуру в кінці адіабатичного розширення і роботу, здійснену газом при цих процесах. Зобразити процес графічно.

Розв’язок.

Температура і об’єм газу, який здійснює адіабатичний процес, пов’язані між собою співвідношенням

де  – відношення теплоємності газу при постійному тиску і постійному об’ємі (для водню як двохатомного газу  = 1,4);

Звідси отримуємо наступний вираз для кінцевої температури Т2:

Підставляючи числові значення заданих величин, знаходимо

Так як 50,4 = 1,91 (знаходиться логарифмуванням), то

Робота А1 газу при адіабатичному розширенні може бути визначена за формулою:

де СV – молярна теплоємність газу при постійному об’ємі.

Підставивши числові значення величин: R = 8,31 Дж / (моль  К), і = 5 (для водню як двохатомного газу),  = 2  10-3 кг/моль, m = 0,02 кг, Т1 = 300 К, Т2 = 157 К у праву частину останньої формули і виконуючи арифметичні дії, одержимо

Робота А2 газу при ізотермічному процесі може бути виражена у вигляд де n2 = V2 / V3 = 5.

Підставляючи відомі числові значення величин, які входять в праву частину цього рівняння, і виконуючи арифметичні дії, знаходимо

Знак “мінус” показує, що при стисканні робота здійснюється над газом зовнішніми силами.

Рисунок 6.

Приклад 12

Вертикальний скляний капіляр занурений у воду. Визначити радіус кривизни меніска, якщо висота стовпа води в трубці 20мм. Густина води 1г/см3, поверхневий натяг 73мН/м.

Розв’язок.

Дано:

Підставивши дані отримаємо R = … =744мкм.

Приклад 13

Визначити кількість теплоти, що надане газу, якщо в процесі ізохорного нагрівання кисню об’ємом 20л його тиск змінився на 100кПа.

Розв’язок.

Дано:

Підставивши дані отримаємо Q = … = 5000Дж.

Приклад 14

Азот масою 280г ізобарно розширюється під тиском 1МПа. Визначити: 1) роботу розширення; 2) кінцевий об’єм газу, якщо витрачено 5кДж теплоти, і початкова температура азоту 290К.

Розв’язок.

Дано:

Підставивши дані отримаємо А= … = 1,43кДж; V2 = … = 0,026м3.

Приклад 15

Деякий газ масою 1кг знаходиться під тиском 0,5МПа та температурі 300К. Внаслідок ізотермічного стиску тиск газу збільшився в 2 рази. Робота, що затрачена на стиск дорівнює -432кДж. Визначити: 1) що це за газ;

2) початковий питомий об’єм газу.

Розв’язок.

Дано:

Підставивши дані отримаємо М = … = 4г/моль - Гелій; ʋ1 = … = 1,25м3/кг.

Приклад 16

Вуглекислий газ масою 6,6кг займає об’єм 3,75м3 при тиску 0,1МПа. Визначити температуру газу, якщо: 1) газ реальний; 2) газ ідеальний. Поправки a= 0,361Н*м4/моль2, b = 4,28*10-5м3/моль.

Розв’язок.

Дано:

Підставивши дані отримаємо Т1 = … =302К; Т2 = … = 301К.

Приклад 17

При нагріванні двохатомного ідеального газу з кількістю речовини 2 молі температура збільшилася в 2 рази. Визначити зміну ентропії, якщо нагрівання відбувається: 1) ізохорно; 2) ізобарно.

Розв’язок.

Дано:

Підставивши дані отримаємо ∆S1 = … = 28,8Дж/К; ∆S2 = … = 40,3Дж/К.

Приклад 18

Ідеальний газ здійснює цикл Карно. Температура нагрівника 500К, температура холодильника 300К. Робота ізотермічного розширення газу складає 2кДж. Визначити ККД циклу і кількість теплоти, що отримав холодильник.

Розв’язок.

Дано:

Підставивши дані отримаємо η = … = 0,4; Q2 = … = 1,2кДж.

Таблиця 1

Варі ант

Умови задач

1

У алюмінієвий калориметр масою 50г з водою масою 300г при температурі 80°С опустили стальну деталь масою 500г при температурі 20°С. Визначити температуру суміші.

2

У алюмінієвий калориметр масою 50г з водою масою 100г при температурі 30°С опустили лід масою 15г при температурі 0°С. Визначити температуру суміші.

3

У алюмінієвий калориметр масою 50г з водою масою 100г при температурі 50°С опустили лід масою 25г при температурі -20°С. Визначити температуру суміші.

4

Визначити масу березових дров, які потрібно спалити, щоб перетворити лід масою 2кг при температурі -30°С в пар.

5

Визначити до якої температури нагріємо лід(воду) масою 3кг при температурі -20°С, якщо спалити 1кг березових дров.

6

Змішали 2кг гарячої води при температурі 90°С і 3кг холодної води при температурі 10°С. Визначити температуру суміші.

7

Визначити скільки виділиться теплоти при перетворенні пари масою 100г при температурі 100°С у лід при температурі -10°С.

8

Стальний циліндр радіусом 2см і висотою 5см нагрітий до температури 400°С опускають у холодну воду масою 10кг при температурі 5°С. Визначити температуру суміші.

9

Деталь масою 2кг при температурі 91°С опускають в алюмінієвий калориметр масою 200г з водою масою 500г при температурі 1°С. Визначити питому теплоємність деталі, якщо температура стала 20°С.

10

У алюмінієвий калориметр масою 40г з водою масою 120г при температурі 30°С опустили лід масою 10г при температурі 0°С. Температура суміші стала 24°С. Визначити питому теплоту плавлення льоду.

11

У алюмінієвий калориметр масою 60г з водою масою 200г при температурі 90°С опустили стальну деталь масою 600г при температурі 10°С. Визначити температуру суміші.

12

У алюмінієвий калориметр масою 40г з водою масою 110г при температурі 31°С опустили лід масою 14г при температурі 0°С. Визначити температуру суміші.

13

У алюмінієвий калориметр масою 40г з водою масою 110г при температурі 60°С опустили лід масою 35г при температурі -30°С. Визначити температуру суміші.

14

Визначити масу березових дров, які потрібно спалити, щоб перетворити лід масою 3кг при температурі -40°С в пар.

15

Визначити до якої температури нагріємо лід(воду) масою 5кг при температурі -25°С, якщо спалити 2кг березових дров.

16

Змішали 3кг гарячої води при температурі 95°С і 2кг холодної води при температурі 15°С. Визначити температуру суміші.

17

Визначити скільки виділиться теплоти при перетворенні пари масою 150г при температурі 100°С у лід при температурі -5°С.

18

Мідний циліндр радіусом 2см і висотою 5см нагрітий до температури 200°С опускають у холодну воду масою 1кг при температурі 5°С. Визначити температуру суміші.

19

Деталь масою 3кг при температурі 92°С опускають в алюмінієвий калориметр масою 250г з водою масою 550г при температурі 2°С. Визначити питому теплоємність деталі, якщо температура стала 22°С.

20

У алюмінієвий калориметр масою 40г з водою масою 120г при температурі 30°С опустили лід при температурі 0°С. Температура суміші стала 24°С. Визначити масу льоду.

21

У алюмінієвий калориметр масою 40г з водою масою 250г при температурі 75°С опустили стальну деталь масою 700г при температурі 30°С. Визначити температуру суміші.

22

У алюмінієвий калориметр масою 30г з водою масою 80г при температурі 35°С опустили лід масою 16г при температурі 0°С. Визначити температуру суміші.

23

У алюмінієвий калориметр масою 30г з водою масою 80г при температурі 50°С опустили лід масою 30г при температурі -20°С. Визначити температуру суміші.

24

Визначити масу березових дров, які потрібно спалити, щоб перетворити лід масою 5кг при температурі -35°С в пар.

25

Визначити до якої температури нагріємо лід(воду) масою 7кг при температурі -30°С, якщо спалити 2кг березових дров.

26

Змішали 1кг гарячої води при температурі 92°С і 4кг холодної води при температурі 12°С. Визначити температуру суміші.

27

Визначити скільки виділиться теплоти при перетворенні пари масою 110г при температурі 100°С у лід при температурі -20°С.

28

Залізний циліндр радіусом 3см і висотою 10см нагрітий до температури 450°С опускають у холодну воду масою 2кг при температурі 10°С. Визначити температуру суміші.

29

Деталь масою 1,5кг при температурі 93°С опускають в алюмінієвий калориметр масою 180г з водою масою 600г при температурі 3°С. Визначити питому теплоємність деталі, якщо температура стала 19°С.

30

У алюмінієвий калориметр масою 41г з водою масою 150г при температурі 28°С опустили лід масою 15г при температурі 0°С. Температура суміші стала 20°С. Визначити питому теплоту плавлення льоду.

31

У алюмінієвий калориметр масою 80г з водою масою 500г при температурі 60°С опустили мідну деталь масою 500г при температурі 30°С. Визначити температуру суміші.

32

У алюмінієвий калориметр масою 45г з водою масою 90г при температурі 32°С опустили лід масою 12г при температурі 0°С. Визначити температуру суміші.

33

У алюмінієвий калориметр масою 35г з водою масою 120г при температурі 40°С опустили лід масою 30г при температурі -15°С. Визначити температуру суміші.

34

Визначити масу березових дров, які потрібно спалити, щоб перетворити лід масою 4кг при температурі -20°С в пар.

35

Визначити до якої температури нагріємо лід(воду) масою 10кг при температурі -40°С, якщо спалити 3кг березових дров.

Таблиця 2

Варіант

Умови задач

1

Визначити число N молекул, які містяться в об’ємі V = 6мм3 H2SO4, і масу m1 молекули H2SO4. Враховуючи умовно, що молекули H2SO4 мають вид кульок, що щільно прилягають одна до одної, знайти діаметр d молекул.

2

Балон містить m1 = 100г бутану і m2 = 400г пропану. Тиск суміші р = 1МПа, температура Т = 293К. Приймаючи дані гази за ідеальні, визначити об’єм V балона.

3

Знайти тиск ідеального газу при температурі 27°С, якщо в об’ємі 2л міститься 2*1023молекул.

4

Визначити: 1) найбільш ймовірну ʋі; 2) середню арифметичну <ʋ>; 3) середню квадратичну <ʋкв> швидкість молекул азоту при температурі 27°С.

5

В посудині об’ємом 1,25л при температурі 295К міститься деякий газ. На скільки зменшиться тиск в посудині, якщо випустити 1021 молекул.

6

Визначити середню кінетичну енергію поступального руху молекул газу, якщо тиск газу 0,6Па, концентрація молекул газу дорівнює 1019см-3.

7

При якому тиску середня довжина вільного пробігу молекул водню дорівнює 1,5см, якщо температура газу дорівнює 77°С, а діаметр молекули водню дорівнює 0,28нм.

8

Визначити коефіцієнт дифузії водню за нормальних умов. Ефективний діаметр молекул водню 0,28нм.

9

Визначити коефіцієнти динамічної в’язкості та теплопровідності азоту при температурі 310К і тиску 101кПа. Ефективний діаметр молекули азоту дорівнює 0,38нм.

10

Деякий газ масою 10г займає об’єм 2л при температурі 27°С та тиску 100000Па. Знайти молярну масу.

11

Визначити число N молекул, які містяться в об’ємі V = 2мм3 HNO3, і масу m1 молекули HNO3. Враховуючи умовно, що молекули HNO3 мають вид кульок, що щільно прилягають одна до одної, знайти діаметр d молекул.

12

Балон містить m1 = 100г етану і m2 = 400г метану. Тиск суміші р = 1МПа, температура Т = 293К. Приймаючи дані гази за ідеальні, визначити об’єм V балона.

13

Знайти тиск ідеального газу при температурі 127°С, якщо в об’ємі 4л міститься 8*1023молекул.

14

Визначити: 1) найбільш ймовірну ʋі; 2) середню арифметичну <ʋ>; 3) середню квадратичну <ʋкв> швидкість молекул кисню при температурі 37°С.

15

В посудині об’ємом 0,3л при температурі 290К міститься деякий газ. На скільки зменшиться тиск в посудині, якщо випустити 1019 молекул.

16

Визначити середню кінетичну енергію поступального руху молекул газу, якщо тиск газу 0,5Па, концентрація молекул газу дорівнює 1019см-3.

17

При якому тиску середня довжина вільного пробігу молекул водню дорівнює 0,5см, якщо температура газу дорівнює 87°С, а діаметр молекули азоту дорівнює 0,38нм.

18

Визначити коефіцієнт дифузії азоту за нормальних умов. Ефективний діаметр молекул азоту 0,38нм.

19

Визначити коефіцієнти динамічної в’язкості та теплопровідності кисню при температурі 360К і тиску 100кПа. Ефективний діаметр молекули кисню дорівнює 0,36нм.

20

Деякий газ масою 20г займає об’єм 2л при температурі 37°С та тиску 200000Па. Знайти молярну масу.

21

Визначити число N молекул, які містяться в об’ємі V = 4мм3 водню, і масу m1 молекули водню. Враховуючи умовно, що молекули водню мають вид кульок, що щільно прилягають одна до одної, знайти діаметр d молекул.

22

Балон містить m1 = 200г кисню і m2 = 300г азоту. Тиск суміші р = 1МПа, температура Т = 298К. Приймаючи дані гази за ідеальні, визначити об’єм V балона.

23

Знайти тиск ідеального газу при температурі 47°С, якщо в об’ємі 22л міститься 6*1023молекул.

24

Визначити: 1) найбільш ймовірну ʋі; 2) середню арифметичну <ʋ>; 3) середню квадратичну <ʋкв> швидкість молекул водню при температурі 47°С.

25

В посудині об’ємом 0,5л при температурі 320К міститься деякий газ. На скільки зменшиться тиск в посудині, якщо випустити 1020 молекул.

26

Визначити середню кінетичну енергію поступального руху молекул газу, якщо тиск газу 0,15Па, концентрація молекул газу дорівнює 1018см-3.

27

При якому тиску середня довжина вільного пробігу молекул водню дорівнює 3,5см, якщо температура газу дорівнює 27°С, а діаметр молекули кисню дорівнює 0,36нм.

28

Визначити коефіцієнт дифузії повітря за нормальних умов. Ефективний діаметр молекул повітря 0,27нм

29

Визначити коефіцієнти динамічної в’язкості та теплопровідності повітря при температурі 270К і тиску 103кПа. Ефективний діаметр молекули кисню дорівнює 0,27нм.

30

Деякий газ масою 32г займає об’єм 16л при температурі 57°С та тиску 150000Па. Знайти молярну масу.

31

Визначити число N молекул, які містяться в об’ємі V = 3мм3 аміаку, і масу m1 молекули аміаку. Враховуючи умовно, що молекули аміаку мають вид кульок, що щільно прилягають одна до одної, знайти діаметр d молекул.

32

Балон містить m1 = 120г водню і m2 = 360г метану. Тиск суміші р = 1МПа, температура Т = 299К. Приймаючи дані гази за ідеальні, визначити об’єм V балона.

33

Знайти тиск ідеального газу при температурі 57°С, якщо в об’ємі 20л міститься 2*1025молекул.

34

Визначити: 1) найбільш ймовірну ʋі; 2) середню арифметичну <ʋ>; 3) середню квадратичну <ʋкв> швидкість молекул вуглекислого газу при температурі 67°С.

35

В посудині об’ємом 0,4л при температурі 310К міститься деякий газ. На скільки зменшиться тиск в посудині, якщо випустити 1021 молекул.

Таблиця 3

Варіант

Умови задач

1

Вважаючи азот ідеальним газом, визначити його питому теплоємність: 1) для ізохорного процесу;

2) для ізобарного процесу.

2

Визначити питомі теплоємності при сталому об’ємі та сталому тиску суміші вуглекислого газу масою 8,8г і водню масою 2г.

3

При ізохорному нагріванні газу від 320К до 400К тиск газу збільшився до 2МПа. Визначити початковий тиск.

4

При ізобарному охолодженні газу від 320К до 280К тиск об’єм зменшився до 2л. Визначити початковий об’єм.

5

При ізотермічному стисненні газу об’єм зменшився в 3 рази. Визначити кінцевий тиск, якщо початковий тиск 1,5Мпа.

6

Газ знаходився при температурі 37°С під тиском 150000Па та займав об’єм 3л. Внаслідок нагрівання на 100°С тиск газу збільшився до 300000Па. Визначити кінцевий об’єм газу.

7

Кисень масою 32г знаходиться під тиском 0,2МПа та займає об’єм 2л. Ізотермічним стиском газ спочатку доводять до тиску 0,4МПа, а потім ізобарно нагрівають до об’єму 2л. Потім кисень ізохорно охолоджують до початкової температури. Визначити невідомі параметри температури. Зобразити графік цього процесу в трьох парах координат.

8

Кисень масою 32г займає об’єм 2л при температурі 27°С. За допомогою ізобарного нагрівання температуру збільшили до 57°С. Визначити зміну внутрішньої енергії та роботу виконану газом.

9

р Зобразити даний процес в координатах (р, Т) і (V,Т).

V

10

р Зобразити даний процес в координатах (р, Т) і (V,Т).

Т

11

Вважаючи кисень ідеальним газом, визначити його питому теплоємність: 1) для ізохорного процесу;

2) для ізобарного процесу.

12

Визначити питомі теплоємності при сталому об’ємі та сталому тиску суміші аміаку масою 17г і водню масою 4г.

13

При ізохорному нагріванні газу від 270К до 410К тиск газу збільшився до 1,8МПа. Визначити початковий тиск.

14

При ізобарному охолодженні газу від 390К до 280К тиск об’єм зменшився до 6л. Визначити початковий об’єм.

15

При ізотермічному процесі газу об’єм збільшився в 2 рази. Визначити кінцевий тиск, якщо початковий тиск 5Мпа.

16

Газ знаходився при температурі 27°С під тиском 100000Па та займав об’єм 2л. Внаслідок нагрівання на 100°С тиск газу збільшився до 200000Па. Визначити кінцевий об’єм газу.

17

Кисень масою 96г знаходиться під тиском 0,3МПа та займає об’єм 4л. Ізотермічним стиском газ спочатку доводять до тиску 0,6МПа, а потім ізобарно нагрівають до об’єму 4л. Потім кисень ізохорно охолоджують до початкової температури. Визначити невідомі параметри температури. Зобразити графік цього процесу в трьох парах координат.

18

Водень масою 16г займає об’єм 4л при температурі 37°С. За допомогою ізобарного нагрівання температуру збільшили до 67°С. Визначити зміну внутрішньої енергії та роботу виконану газом.

19

р Зобразити даний процес в координатах (р, Т) і (V,Т).

V

20

р Зобразити даний процес в координатах (р, Т) і (V,Т).

V

21

Вважаючи водень ідеальним газом, визначити його питому теплоємність: 1) для ізохорного процесу;

2) для ізобарного процесу.

22

Визначити питомі теплоємності при сталому об’ємі та сталому тиску суміші вуглекислого газу масою 8,8г і кисню масою 3,2г.

23

При ізохорному нагріванні газу від 325К до 410К тиск газу збільшився до 4МПа. Визначити початковий тиск.

24

При ізобарному охолодженні газу від 380К до 280К тиск об’єм зменшився до 8л. Визначити початковий об’єм.

25

При ізотермічному процесі газу об’єм збільшився в 3 рази. Визначити кінцевий тиск, якщо початковий тиск 1,5Мпа.

26

Газ знаходився при температурі 17°С під тиском 200000Па та займав об’єм 5л. Внаслідок нагрівання до 390°С тиск газу збільшився до 300000Па. Визначити кінцевий об’єм газу.

27

Кисень масою 64г знаходиться під тиском 0,8МПа та займає об’єм 6л. Ізотермічним розширенням газ спочатку доводять до тиску 0,4МПа, а потім ізобарно охолоджують до об’єму 6л. Потім кисень ізохорно нагрівають до початкової температури. Визначити невідомі параметри температури. Зобразити графік цього процесу в трьох парах координат.

28

Азот масою 56г займає об’єм 4л при температурі 7°С. За допомогою ізобарного нагрівання температуру збільшили до 27°С. Визначити зміну внутрішньої енергії та роботу виконану газом.

29

р Зобразити даний процес в координатах (р, Т) і (V,р).

V

30

р Зобразити даний процес в координатах (р, V) і (V,Т).

Т

31

Вважаючи вуглекислий газ ідеальним газом, визначити його питому теплоємність: 1) для ізохорного процесу; 2) для ізобарного процесу.

32

Визначити питомі теплоємності при сталому об’ємі та сталому тиску суміші кисню масою 6,4г і водню масою 2г.

33

При ізохорному нагріванні газу від 290К до 400К тиск газу збільшився до 5МПа. Визначити початковий тиск.

34

При ізобарному охолодженні газу від 400К до 300К тиск об’єм зменшився до 5л. Визначити початковий об’єм.

35

При ізотермічному стисненні газу об’єм зменшився в 4 рази. Визначити кінцевий тиск, якщо початковий тиск 3,5Мпа.

Таблиця 4

Варіант

Умови задач

1

Кисень масою m = 3кг займає об’єм V1 = 2м3 і знаходиться під тиском р1 = 0,5МПа. Газ був нагрітий спочатку при постійному тиску до об’єму V2 = 4м3, а потім при постійному об’ємі до тиску р3 = 1МПа. Знайти зміну U внутрішньої енергії газу, здійснену ним роботу А і теплоту Q, передану газу. Побудувати графік процесу.

2

В закритій посудині міститься суміш азоту масою m1= 56г і кисню масою m2= 64г. Визначити зміну внутрішньої енергії цієї суміші, якщо її охолодили на 20°С.

3

В циліндрі під поршнем знаходиться кисень масою m = 0,32кг при температурі Т = 300К. Кисень спочатку розширився адіабатично, збільшивши свій об’єм в n1 = 6 разів, а потім був стиснутий ізотермічно, причому об’єм газу зменшився в n2 = 6 разів. Знайти температуру в кінці адіабатичного розширення і роботу, здійснену газом при цих процесах. Зобразити процес графічно.

4

Визначити кількість теплоти, що надане газу, якщо в процесі ізохорного нагрівання кисню об’ємом 10л його тиск змінився на 110кПа.

5

Азот масою 560г ізобарно розширюється під тиском 2МПа. Визначити: 1) роботу розширення; 2) кінцевий об’єм газу, якщо витрачено 10кДж теплоти і початкова температура азоту 280К.

6

Деякий газ масою 0,7кг знаходиться під тиском 0,7МПа та температурі 300К. Внаслідок ізотермічного стиску тиск газу збільшився в 2 рази. Робота, що затрачена на стиск дорівнює -432кДж. Визначити: 1) що це за газ; 2) початковий питомий об’єм газу.

7

Робота по розширенню деякого двохатомного газу складає 20кДж. Визначити кількість теплоти, що надана газу, якщо процес: 1) ізотермічний; 2) ізобаричний.

8

Вертикальний скляний капіляр занурений у рідину. Визначити радіус кривизни меніска, якщо висота стовпа рідини в трубці 15мм. Густина води 0,8г/см3, поверхневий натяг 62мН/м.

9

Вуглекислий газ масою 3,3кг займає об’єм 3м3 при тиску 0,2МПа. Визначити температуру газу, якщо: 1) газ реальний; 2) газ ідеальний. Поправки a= 0,361Н*м4/моль2, b = 4,28*10-5м3/моль.

10

При нагріванні двохатомного ідеального газу з кількістю речовини 3 молі температура збільшилася в 4 рази. Визначити зміну ентропії, якщо нагрівання відбувається: 1) ізохорно; 2) ізобарно.

11

Азот масою m = 2кг займає об’єм V1 = 3м3 і знаходиться під тиском р1 = 0,7МПа. Газ був нагрітий спочатку при постійному тиску до об’єму V2 = 9м3, а потім при постійному об’ємі до тиску

р3 = 1,4МПа. Знайти зміну U внутрішньої енергії газу, здійснену ним роботу А і теплоту Q, передану газу. Побудувати графік процесу.

12

В закритій посудині міститься суміш азоту масою m1= 42г і кисню масою m2= 32г. Визначити зміну внутрішньої енергії цієї суміші, якщо її охолодили на 30°С.

13

В циліндрі під поршнем знаходиться азот масою m = 0,28кг при температурі Т = 320К. Азот спочатку розширився адіабатично, збільшивши свій об’єм в n1 = 3 рази, а потім був стиснутий ізотермічно, причому об’єм газу зменшився в n2 = 3 рази. Знайти температуру в кінці адіабатичного розширення і роботу, здійснену газом при цих процесах. Зобразити процес графічно.

14

Визначити кількість теплоти, що надане газу, якщо в процесі ізохорного нагрівання вуглекислого газу об’ємом 22л його тиск змінився на 220кПа.

15

Кисень масою 320г ізобарно розширюється під тиском 1,5МПа. Визначити: 1) роботу розширення; 2) кінцевий об’єм газу, якщо витрачено 6кДж теплоти і початкова температура азоту 290К.

16

Деякий газ масою 7кг знаходиться під тиском 0,9МПа та температурі 310К. Внаслідок ізотермічного стиску тиск газу збільшився в 4 рази. Робота, що затрачена на стиск дорівнює -862кДж. Визначити: 1) що це за газ; 2) початковий питомий об’єм газу.

17

Робота по розширенню деякого двохатомного газу складає 2кДж. Визначити кількість теплоти, що надана газу, якщо процес: 1) ізотермічний; 2) ізобаричний.

18

Вертикальний скляний капіляр занурений у рідину. Визначити радіус кривизни меніска, якщо висота стовпа рідини в трубці 12мм. Густина води 0,8г/см3, поверхневий натяг 60мН/м.

19

Кисень масою 3,2кг займає об’єм 4м3 при тиску 0,3МПа. Визначити температуру газу, якщо: 1) газ реальний; 2) газ ідеальний. Поправки a= 0,136Н*м4/моль2, b = 3,17*10-5м3/моль.

20

При нагріванні одноатомного ідеального газу з кількістю речовини 3 молі температура збільшилася в 5 разів. Визначити зміну ентропії, якщо нагрівання відбувається: 1) ізохорно; 2) ізобарно.

21

Водень масою m = 4кг займає об’єм V1 = 4м3 і знаходиться під тиском р1 = 1,5МПа. Газ був нагрітий спочатку при постійному тиску до об’єму V2 = 6м3, а потім при постійному об’ємі до тиску р3 = 3МПа. Знайти зміну U внутрішньої енергії газу, здійснену ним роботу А і теплоту Q, передану газу. Побудувати графік процесу.

22

В закритій посудині міститься суміш азоту масою m1= 70г і кисню масою m2= 96г. Визначити зміну внутрішньої енергії цієї суміші, якщо її нагріли на 40°С.

23

В циліндрі під поршнем знаходиться повітря масою m = 0,29кг при температурі Т = 290К. Повітря спочатку розширилось адіабатично, збільшивши свій об’єм в n1 = 4 рази, а потім був стиснутий ізотермічно, причому об’єм газу зменшився в n2 = 4 рази. Знайти температуру в кінці адіабатичного розширення і роботу, здійснену газом при цих процесах. Зобразити процес графічно.

24

Визначити кількість теплоти, що надане газу, якщо в процесі ізохорного нагрівання аміаку об’ємом 17л його тиск змінився на 170кПа.

25

Водень масою 20г ізобарно розширюється під тиском 0,5МПа. Визначити: 1) роботу розширення; 2) кінцевий об’єм газу, якщо витрачено 2кДж теплоти і початкова температура азоту 295К.

26

Деякий газ масою 1,38кг знаходиться під тиском 0,4МПа та температурі 280К. Внаслідок ізотермічного стиску тиск газу збільшився в 4 рази. Робота, що затрачена на стиск дорівнює -159кДж. Визначити: 1) що це за газ; 2) початковий питомий об’єм газу.

27

Робота по розширенню деякого двохатомного газу складає 4кДж. Визначити кількість теплоти, що надана газу, якщо процес: 1) ізотермічний; 2) ізобаричний.

28

Вертикальний скляний капіляр занурений у рідину. Визначити радіус кривизни меніска, якщо висота стовпа рідини в трубці 16мм. Густина води 0,81г/см3, поверхневий натяг 58мН/м.

29

Азот масою 2,8 кг займає об’єм 5,6м3 при тиску 0,25МПа. Визначити температуру газу, якщо: 1) газ реальний; 2) газ ідеальний. Поправки a= 0,135Н*м4/моль2, b = 3,12*10-5м3/моль.

30

При нагріванні трьохатомного ідеального газу з кількістю речовини 4 молі температура збільшилася в 3 рази. Визначити зміну ентропії, якщо нагрівання відбувається: 1) ізохорно; 2) ізобарно.

31

Вуглекислий газ масою m = 3кг займає об’єм V1 = 2м3 і знаходиться під тиском р1 = 0,9МПа. Газ був нагрітий спочатку при постійному тиску до об’єму V2 = 4м3, а потім при постійному об’ємі до тиску

р3 = 1,8МПа. Знайти зміну U внутрішньої енергії газу, здійснену ним роботу А і теплоту Q, передану газу. Побудувати графік процесу.

32

В закритій посудині міститься суміш азоту масою m1= 28г і кисню масою m2= 32г. Визначити зміну внутрішньої енергії цієї суміші, якщо її охолодили на 50°С.

33

В циліндрі під поршнем знаходиться азот масою m = 0,56 кг при температурі Т = 340 К. Азот спочатку розширився адіабатично, збільшивши свій об’єм в n1 = 2 рази, а потім був стиснутий ізотермічно, причому об’єм газу зменшився в n2 = 2 рази. Знайти температуру в кінці адіабатичного розширення і роботу, здійснену газом при цих процесах. Зобразити процес графічно.

34

Визначити кількість теплоти, що надане газу, якщо в процесі ізохорного нагрівання повітря об’ємом 29л його тиск змінився на 145кПа.

35

Повітря масою 290г ізобарно розширюється під тиском 1,4МПа. Визначити: 1) роботу розширення; 2) кінцевий об’єм газу, якщо витрачено 3кДж теплоти і початкова температура азоту 300К.

Контрольні запитання:

  1. Що таке внутрішня енергія.

  2. Що таке ізопроцес.

  3. Який процес називають ізотермічним.

  4. Який процес називають ізохоричним.

  5. Який процес називають ізобаричним.

  6. Який процес називають адіабатним.

  7. Сформулювати 1 закон термодинаміки для всіх ізопроцесів.

  8. Сформулювати 2 закон термодинаміки.

  9. Що таке теплова машина.

  10. Що таке ентропія.

  11. Ознаки змочування на горизонтальній поверхні.

  12. Ознаки змочування на вертикальній поверхні.

Практична робота № 3

Тема: Розв’язування задач з електростатики та на закони постійного струму

Мета: навчати розв’язувати задачі, розвивати пізнавальні можливості, працелюбство

виховувати самостійність, повагу до старших

Завдання:

Розв’язати задачу з електростатики згідно свого варіанту за даними таблиці 1.

Розв’язати задачу на числові характеристики згідно свого варіанту за даними таблиці 2.

Розв’язати задачу на з’єднання конденсаторів згідно свого варіанту за даними таблиці 3.

Розв’язати задачу на електричний струм згідно свого варіанту за даними таблиці 4.