Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по физике. В 2 частях. Ч.1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Учебно-методическое пособие для учащихся профильных классов
.pdf
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
2.2.4. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества
2.93. От двух тел I и II одинаковой массы отводится одинако-
вое количество теплоты каждую секунду. График изменения температуры каждого из них показан на рисунке. Чему равно отношение теплоемкостей тел cI /сII?
2.94. Бронзовый подсвечник массой 2 кг нагрели до темпера-
туры 900 К. Какое количество теплоты выделилось при остывании
подсвечника до температуры 300 К? Удельная теплоемкость бронзы 420 Дж/(кг*К).
2.95. На рисунке приведен график зависимости температуры
твердого тела от полученного им количества теплоты. Масса тела
8 кг. Какова удельная теплоемкость вещества этого тела?
101
2.96. Свинцовый шар, падая с некоторой высоты, после удара
о землю нагрелся на 4,5 К. Удельная теплоемкость свинца
130 Дж/(кг*К). Считайте, что при ударе на нагрев шара пошла половина
его механической энергии. Чему равна скорость шара перед ударом?
2.2.5. Удельная теплота парообразования,
плавления и сгорания топлива
2.97. Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы
расплавить свинец массой 20 г, взятый при температуре плавления?
2.98. В керамическую чашечку (тигель) опустили электриче-
ский термометр и насыпали опилки олова. После этого тигель поместили в печь. Диаграмма изменения температуры олова с течением времени показана на рисунке. Печь при постоянном нагреве передавала олову в минуту в среднем количество теплоты, равное 500 Дж.
Какое количество теплоты потребовалось для плавления олова?
2.99. На рисунке представлены графики зависимости темпе-
ратуры t двух тел одинаковой массы от сообщѐнного количества
теплоты Q. Первоначально тела находились в жидком агрегатном
состоянии.
Используя данные графиков, выберите из предложенного пе-
речня два верных утверждения и укажите их номера.
1) температура кипения у первого тела в 2 раза меньше, чем
у второго
102
2) тела имеют одинаковую удельную теплоѐмкость в жидком
агрегатном состоянии
3) удельная теплоѐмкость в жидком агрегатном состоянии
первого тела в 3 раза больше, чем второго
4) оба тела имеют одинаковую удельную теплоту парообра-
зования
5) температура плавления второго тела больше, чем первого
2.100. Какое количество дров потребуется, чтобы вскипятить
50 кг воды, имеющей температуру 10 °С, если КПД нагревателя
25% ? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг*К), удельная теплота сгорания дров 10 МДж/кг.
2.2.6. Элементарная работа в термодинамике.
Вычисление работы по графику процесса на pV-диаграмме
2.101. Какую работу совершает газ при переходе из состоя-
ния 1 в состояние 4 (см. рисунок)?
103
2.102. Состояние газа меняется по циклу, показанному
ФИЗИЧЕСКИЕ
ВЕЛИЧИНЫ
ФОРМУЛЫ
А) работа газа за цикл
Б) работа внешних сил при сжатии
газа
1) p4(V2-V1)
2) (p1-p4)(V2-V1)
3) p1(V2-V1)
4) p1V2-p4V1
на рисунке. Чему равны работа газа за цикл и работа внешних
сил при сжатии газа? Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствую-
щую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры
под соответствующими буквами.
2.103. На рисунке изображена диаграмма четырѐх последо-
вательных изменений состояния 2 моль идеального газа. Какие
процессы связаны с наибольшим положительным значением работы газа и наибольшим положительным значением работы
внешних сил? Установите соответствие между такими процессами и номерами процессов на диаграмме. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и
запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими
буквами.
104
ПРОЦЕССЫ
НОМЕРА ПРОЦЕССОВ
А) работа газа положительна и
максимальна
Б) работа внешних сил положительна и максимальна
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
2.2.7. Первый закон термодинамики.
Адиабата
2.104. Над газом внешние силы совершили работу 300 Дж,
а его внутренняя энергия увеличилась на 100 Дж. Какое количество теплоты отдал газ в этом процессе?
2.105. Газу в количестве 3 моль сообщили количество теп-
лоты, равное 1500 Дж, при этом внешние силы совершили над
газом работу 600 Дж. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа?
2.106. На Тр-диаграмме (см. рисунок) показан процесс изме-
нения состояния 1 моль идеального одноатомного газа. Внутренняя энергия газа уменьшилась на 30 кДж. Определите количество
теплоты, отданное газом.
105
2.107. На рисунке приведѐн график зависимости давления
одноатомного идеального газа от его объѐма. Внутренняя энергия
газа увеличилась на 300 кДж. Определите количество теплоты,
сообщѐнное газу.
2.108. На рисунке показан график циклического процесса,
проведѐнного с одноатомным идеальным газом, в координатах V,
T, где V – объѐм газа, Т – абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.
Из приведѐнного ниже списка выберите два правильных ут-
верждения, характеризующие процессы на графике, и укажите их
номера.
1) в состоянии В концентрация газа максимальна
2) в процессе АВ газ получает положительное количество те-
плоты
3) в процессе ВС внутренняя энергия газа остаѐтся неизменной
4) давление газа в процессе CD постоянно, при этом газ со-
вершает положительную работу
5) в процессе DA давление газа изохорно увеличивается
106
А) адиабатный
Б) изотермический
1) изменение внутренней энергии газа равно
нулю
2) работа газа, совершаемая газом, равна нулю
3) количество теплоты, переданное газу, равно
нулю
4) изменение давления газа равно нулю
2.109. Установите соответствие между названием процесса и
описанием изменения физических величин в ходе процесса, совершаемого с газом.
2.2.8. Второй закон термодинамики, необратимость
2.110. Выберите два верных утверждения, отражающих
смысл второго закона термодинамики.
1) При контакте двух тел их температуры в конечном итоге
выравниваются.
2) При тепловом контакте двух тел количество теплоты, полу-
ченное одним телом, равно количеству теплоты, отданному вторым.
3) Самопроизвольная теплопередача всегда происходит от те-
ла с большей температурой к телу с меньшей температурой.
4) Самопроизвольная теплопередача всегда происходит от те-
ла с большей теплоемкостью к телу с меньшей теплоемкостью.
107
5) Невозможен замкнутый циклический процесс, единствен-
ным результатом которого было бы производство работы за счет
охлаждения теплового резервуара.
2.111. В левой половине сосуда находится 1 моль молекул
одного газа, а в правой половине 2 моля молекул другого. Сколько
примерно молекул второго газа окажется в левой половине сосуда
через длительное время после того, как уберут перегородку (на
рисунке показана черным) между двумя половинами сосуда?
2.112. Четыре металлических бруска положили вплотную
друг к другу, как показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи от бруска к бруску. Температуры брусков в
данный момент 100 °С, 80 °С, 60 °С,40 °С. Какой из брусков имеет
температуру 60 °С?
2.2.9. Принципы действия тепловых машин. КПД
2.113. Выберите два верных утверждения, характеризующие
устройства, в которых происходит преобразование одного вида
энергии в другой.
1) К тепловым машинам можно отнести электрообогреватель.
2) Предназначением тепловой машины является преобразова-
ние механической энергии во внутреннюю.
108
3) Двигатель внутреннего сгорания является тепловой машиной.
4) Тепловая машина – это устройство, преобразующее внут-
реннюю энергию в механическую.
5) В идеальной тепловой машине все количество теплоты, получаемое от нагревателя, преобразуется в механическую энергию.
2.114. Тепловая машина с КПД 40% совершает за цикл рабо-
ту 60 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от
нагревателя?
2.115. Тепловая машина с КПД 30% за цикл работы получает
от нагревателя количество теплоты, равное 5 кДж. Какое количество теплоты машина отдаѐт за цикл холодильнику?
2.116. Тепловая машина имеет КПД 25%. Средняя мощность
передачи теплоты холодильнику в ходе ее работы составляет
3 кВт. Какое количество теплоты получает рабочее тело машины
от нагревателя за 10 с?
2.117. Рассчитайте КПД тепловой машины, использующей
в качестве рабочего тела одноатомный идеальный газ и работающей по циклу, изображенному на рисунке.
2.118. Рассчитайте КПД тепловой машины, использующей
в качестве рабочего тела одноатомный идеальный газ и работающей по циклу, изображенному на рисунке.
109
А) над газом совершают работу внешние силы
Б) газ получает некоторое количество теплоты
от нагревателя
1) 1—2 и 2—3
2) 2—3
3) 2—3 и 3—4
4) 3—4
5) 4—1 и 1—2
2.2.10. Максимальное значение КПД. Цикл Карно
2.119. Тепловую машину, работающую по циклу Карно, на-
зывают идеальным тепловым двигателем.
Установите соответствие между участками цикла и описанием
процессов, происходящих на этих участках.
2.120. Чему равен максимальный КПД, который может иметь
тепловой двигатель с температурой нагревателя 727 °С и температурой холодильника 27 °С?
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]