Контрольная работа № 2 ГиДЗ

Контрольная работа № 2

Приводятся варианты домашних заданий контрольной работы № 2. Номер варианта соответствует порядковому номеру фамилии студента в журнале группы. Решение задачи должно включать её полное условие, последовательное изложение процесса решения с комментариями и рисунком, ответ в общем виде и численные расчёты в системе единиц СИ.

1

201. Определить количество вещества и число молекул в 0,5 кг кислоро-

да.

202.Сколько атомов содержится в 1 г ртути?

203.Определить количество вещества и число молекул в 1 см3 воды при температуре 4 C.

204.Найти молярную массу и массу одной молекулы поваренной соли.

205.Определить массу одной молекулы углекислого газа.

206.Сосуд объёмом 2 л содержит 0,2 моля кислорода. Определить концентрацию молекул.

207.Сосуд объёмом 3 л заполнен водородом. Определить количество вещества, если концентрация молекул газа равна 2 1018 м 3 .

208.В баллоне объёмом 3 л содержится 10 г кислорода. Определить концентрацию молекул газа.

209.Какое количество молекул содержится в 90 г водяного пара?

210.Определить массу молекулы азота.

211.Два сосуда одинакового объёма содержат кислород. В одном сосуде давление 2 МПа и температура 800 К, в другом 2,5 МПа и 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры 200 К. Какое давление установилось в сосудах?

212.Вычислить плотность азота, находящегося в баллоне под давлением 2 МПа при температуре 127°С.

213.Определить относительную молекулярную массу газа, если при температуре 154 К и давлении 0,28 МПа он имеет плотность 6,1 кг/м3.

214.5 г азота, находящегося в закрытом сосуде объёмом 4 л при темпера-

туре 20°C, нагреваются до температуры 40 C. Найти давление газа до и после нагревания.

215. В баллоне объёмом 40 л находится кислород при температуре 27 С. Когда часть кислорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 100 кПа. Определить массу израсходованного кислорода, если температура газа в баллоне осталась прежней.

2

216.Определить плотность водяного пара при температуре 350 К и давлении 3,5 кПа.

217.В баллоне объёмом 15 л находится аргон под давлением 600 кПа при температуре 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество аргона, давление в баллоне понизилось до 400 кПа, а температура упала до 260 К. Определить массу аргона, взятого из баллона.

218.Баллон объёмом 15 л заполнен азотом. Когда часть азота израсходовали, давление в баллоне понизилось на 200 кПа. При этом в баллоне поддерживалась постоянная температура, равная 400 К. Определить массу израсходованного азота.

219.Определить молярную массу газа, который при давлении 0,2 МПа и температуре 10 С имеет плотность 0,34 кг/м3 .

220.Какой объём занимают 10 г кислорода при давлении 0,3 МПа и температуре 10°С ?

221.Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде объёмом 3 л под давлением 540 кПа.

222.1,5 моля гелия находятся при температуре 120 К. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул этого газа.

223.Внутренняя энергия 1 моля некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа.

224.Определить среднюю кинетическую энергию одной молекулы водяного пара при температуре 500 К.

225.Определить среднюю квадратичную скорость молекулы газа, заключённого в сосуде объёмом 2 л под давлением 200 кПа. Масса газа 0,3 г.

226.Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы водорода при температуре 27°С.

227.При какой температуре средняя кинетическая энергия поступатель-

ного движения молекулы газа равна 4,14 10 21 Дж ?

3

228.В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся, как крупные молекулы. Масса каждой пылинки равна 6 10 10 г. Определить средние квадратические скорости пылинок и молекул азота при температуре

400 К.

229.Средняя квадратическая скорость молекул некоторого газа равна 450 м/с. Давление газа равно 50 кПа. Определить плотность газа.

230.Определить суммарную кинетическую энергию всех молекул, содержащихся в 0,5 моля водорода при температуре 300 К.

231.Определить среднюю длину свободного пробега молекулы водорода при давлении 20 мкПа и температуре 300 К.

232.Средняя длина свободного пробега молекулы водорода при нормальных условиях равна 0,16 мкм. Определить диаметр молекулы.

233.В сосуде объёмом 0,5 л находится кислород при нормальных условиях. Найти общее число столкновений между всеми молекулами в этом сосуде за 1 секунду.

234.Вычислить среднее число столкновений в единицу времени молекулы кислорода при давлении 133 кПа и температуре 200 К.

235.Водород массой 2 г занимает объём 2,5 л при температуре 300 К. Определить среднее число столкновений в единицу времени одной молекулы.

236.Средняя длина свободного пробега молекулы водорода при некоторых условиях равна 2 мм. Найти плотность водорода при этих условиях.

237.Найти среднюю длину свободного пробега молекулы водорода при давлении 0,133 Па и температуре t = 173°C.

238.Найти среднюю длину свободного пробега атомов гелия в условиях, когда плотность гелия равна 0,021 кг/м3.

239.Найти среднее число столкновений в единицу времени и среднюю длину свободного пробега молекулы гелия, если газ находится под давлением 2 кПа при температуре 200 К.

240.Найти среднюю длину свободного пробега молекулы азота в сосуде объёмом 5 л. Масса газа 0,5 г.

4

241.Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях равна 1,43 кг/м3. Определить удельные теплоёмкости при постоянном объёме

ипри постоянном давлении для этого газа.

242.Найти удельные теплоёмкости cV , cp и молярные теплоёмкости CVm, Cpm для гелия.

243.Разность удельных теплоёмкостей cp cV для некоторого двухатом-

ного газа равна 260 Дж/(кг К). Найти молярную массу газа и удельные теплоёмкости cp и cV .

244. Найти относительную молекулярную массу и молярную массу газа,

если разность его удельных теплоёмкостей cp cV = 2,08 кДж/(кг К).

245.В сосуде объёмом 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоёмкость этого газа при постоянном объёме.

246.Определить молярные теплоёмкости газа CVm и Cpm , если его удель-

247.Определить удельные теплоёмкости cV , cp и молярные теплоёмкости CVm , Cpm для азота.

248.Вычислить удельные теплоёмкости cV , cp газа, имеющего молярную массу 4 г/моль и показатель адиабаты 1,67.

249.Трёхатомный газ занимает объём 10 л при давлении 240 кПа и тем-

пературе 20 C. Определить теплоёмкость этого газа при постоянном давле-

нии.

250.Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объём 5 л. Вычислить теплоёмкость этого газа при постоянном объёме.

251.Азот массой 0,1 кг был изобарически нагрет от температуры 200 К до температуры 400 К. Определить работу, совершённую газом, полученное им количество теплоты и изменение внутренней энергии азота.

252.Кислород массой 250 г, имевший температуру 200 К, был адиабатически сжат. При этом была совершена работа 25 кДж. Определить конечную температуру газа.

253.Во сколько раз увеличится объём водорода при изотермическом расширении, если при этом газ получит количество теплоты 800 Дж? Температура водорода 300 К, количество вещества 0,4 моля.

5

254.В баллоне при температуре 145 К и давлении 2 МПа находится кислород. Определить температуру и давление кислорода после того, как из баллона будет очень быстро выпущена половина газа.

255.Водород занимает объём 10 м3 при давления 0,1 МПа. Газ нагрели при постоянном объёме до давления 0,3 МПа. Определить изменение внутренней энергии газа и подведенное к газу количество теплоты.

256.Кислород нагревается при постоянном давлении 80 кПа. Его объём увеличивается от 1 м3 до 3 м3. Определить изменение внутренней энергии кислорода; работу, совершённую газом при расширении, и сообщённое газу количество теплоты.

257.1 киломоль азота, находящегося при нормальных условиях, адиабатически расширяется. При этом объём азота увеличивается в 5 раз. Определить изменение внутренней энергии газа и работу, совершённую при расширении.

258.Кислород занимает объём 100 л и находится под давлением 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объёма 300 л, а затем его давление возросло до 500 кПа при неизменном объёме. Найти изменение внутренней энергии газа, совершённую им работу и количество теплоты, переданное газу.

259. Объём водорода при изотермическом расширении увеличился в 3 раза. Определить работу, совершённую газом, и полученное им количество теплоты. Масса газа 200 г, температура 27°С.

260.Водород массой 40 г, имевший температуру 300 К, адиабатически расширился, увеличив объём в 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объём газа уменьшился в 2 раза. Определить полную работу, совершённую газом, и конечную температуру газа.

261.В бак равномерной струёй наливается вода. За одну секунду притекает 2 л. В дне бака имеется отверстие площадью 2 см3. На каком уровне бу-

дет держаться вода в баке?

262.Какое давление создаёт компрессор в краскопульте, если струя жид-

кой краски вытекает из него со скоростью 25 м/с? Плотность краски равна 0,8 г/см3.

6

263.Бак наполнен водой и стоит на полу. Из отверстия в стенке бака на высоте 50 см от его дна вытекает струя и падает на пол на расстоянии 60 см от стенки бака. Найти высоту уровня воды в баке.

264.Найти скорость течения по трубе углекислого газа, если известно,

что за полчаса через поперечное сечение трубы протекает 0,5 кг газа. Плотность газа принять равной 7,5 кг/м3. Диаметр трубы равен 2,5 см.

265.В горизонтально располо-

женной трубе диаметром 5 см течёт вода. В одном месте труба имеет сужение диаметром 4 см. Чему равна разность уровней воды в манометри-

ческих трубках, расположенных в широкой и узкой частях трубы (см. рис.), если объёмный расход воды равен 1,7 л/с?

266.Трубка Пито (см. рис.) установлена в трубе газопровода, диаметр сечения которой равен 1 м. Разность уровней масла в манометре

трубки равна 6 см. Объёмный расход газа в газопроводе составляет 17 м3/с. Чему равна

плотность газа в газопроводе? Плотность масла равна 0,8 г/см3.

267.Какую работу необходимо совершить, чтобы действуя на поршень постоянной силой, выдавить из горизонтально расположенного шприца всю

воду за 2 минуты? Объём воды в шприце равен 0,48 л, площадь отверстия в шприце равна 1 мм2, и она значительно меньше площади поршня. Плотность воды равна 1 г/см3.

268.В стенке бака с водой на глубине 80 см от уровня воды имеется от-

верстие диаметром 2 мм. Найти массу воды, вытекающей из этого отверстия за одну секунду. Плотность воды равна 1 г/см3.

269.Сосуд цилиндрической формы площадью основания 1 м2 и объёмом 3 м3 заполнен водой. Пренебрегая вязкостью воды, определить время, за ко-

торое вытечет вода из сосуда, если на его дне образовалось круглое отверстие площадью 4 см2.

270.В сосуд льётся вода, причём за 1 с наливается 0,2 л воды. Чему должен быть равен диаметр отверстия в дне сосуда, чтобы вода в нём держалась на постоянном уровне, равном 8 см?

7

271.Жидкость течёт стационарным потоком по наклонной плоскости. На расстоянии 1 м от начального положения по наклонной плоскости глубина потока уменьшается в 3 раза. Во сколько раз уменьшается глубина потока на расстоянии 6 м от начального положения по наклонной плоскости?

272.С катера, идущего по озеру со скоростью 18 км/ч, опускают в воду изогнутую под прямым углом трубку так, что опущенный в воду конец трубки горизонтален и обращён отверстием в сторону движения. Другой конец трубки, находящейся в воздухе, вертикален. На какую высоту по отношению

куровню воды в озере поднимается вода в трубке? Трением пренебречь.

273.Сопло фонтана имеет форму усечённого конуса, сужающегося вверх. Диаметр нижнего сечения в 3 раза больше диаметра верхнего сечения, а высота сопла равна 5 см. Разность давлений в нижнем и верхнем сечениях

сопла составляет 49 кПа. На какую высоту поднимается струя фонтана? Плотность воды равна 1000 кг/м3.

274.К поршню горизонтально расположенного шприца приложена сила

1,5 H. Определить скорость истечения воды из наконечника шприца, если площадь поршня равна 1,2 см2, и она значительно больше площади отверстия шприца. Плотность воды равна 1000 кг/м3.

275.Вертикальная струя жидкости вытекает из отверстия диаметром 1 см со скоростью 1 м/с. Найти диаметр струи жидкости на расстоянии 75 см ниже отверстия.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Эффективные диаметры молекул некоторых газов

8