Тема 15. Основные понятия термодинамики. Первое начало термодинамики

1. Азот массы 56 г нагревают от 280 К до 300 К один раз изобарно, другой -изохорно. Найдите количество сообщенной теплоты и изменение внутренней энергии в обоих случаях. Молярная масса азота28 кг/кмоль, R = 8,31 Дж/моль.К.

2. Баллон емкостью 20 л, заполненный кислородом под давлением 100 aтм при температуре 7°С, нагревают до 27°С. Найдите количество теплоты, сообщенное газу, и изменение его внутренней энергии.(1 атм= 100 кПа).

3. Два моля газа при температуре 300 К охладили изохорически, вследствие чего давление уменьшилось в два раза. Затем газ изобарически расширили так, что его температура стала равна первоначальной. Найдите количество тепла, переданного газом в данных процессах. R = 8,31 Дж/моль.К.

4. В двух одинаковых баллонах находятся два газа с одинаковой внутренней энергией. Давление в одном баллоне в 2 раза больше, чем в другом. Найдите отношение числа степеней свободы молекул этих газов.

5. Объем двухатомного газа при давлении р₀ увеличивают в п раз. Найдите приращение внутренней энергии газа, если начальный объем был равен V₀.

6. Один моль кислорода, находившегося при температуре 290 К адиабатически сжали так, что его давление возросло в 10 раз. Найдите температуру газа после сжатия и работу, совершенную над газом.

7. При адиабатическом сжатии 1 кг кислорода 5ыла затрачена работа 100 кДж. Найдите конечную температуру газа, если он вначале находился при 27° С.

8. Найдите удельную теплоемкость неона при постоянном давлении, считая неон идеальным газом. Молярная масса неона 20 кг/кмоль.

9. Одноатомный газ сначала сжимают адиабатически так, что его давление увеличивается в 10 раз. Затем газ изотермически расширяют до начального объема. Во сколько раз конечное давление будет больше начального?

10.Найдите количество тепла, которое надо сообщить азоту при изобарическом его нагревании, чтобы газ совершил работу 2 кДж.

11.Некоторое количество водяного пара расширяется в 8 раз: в первом случае очень медленно, а во втором - очень быстро. Во сколько раз работа в первом случае будет больше, чем во втором? ln2 = 0.69.

12.Найдите молярную массу идеального газа, если при изобарическом нагревании 0,5 кг этого газа на 10 К требуется на 1,5 кДж тепла больше, чем при изохорическом нагревании.

13.При изотермическом расширении 10 г азота при 17° С, была совершена работа 860 Дж. Найдите, во сколько раз изменилось давление азота при расширении. Молярная масса азота 28 кг/кмоль, R = 8,31 Дж/моль.К.

14. Некоторую массу азота сжали в 5 раз один раз адиабатически, другой раз изотермически. Во сколько раз работа в первом случае будет больше, чем во втором? Начальное состояние газа в обоих случаях одинаково

15.Идеальный газ, показатель адиабаты которого у, расширяют так, что сообщаемое газу тепло равно убыли его внутренней энергии. Найдите молярную теплоемкость газа в этом процессе.

16. Три моля идеального газа при 273 К изотермически расширили в 5 раз, а затем изохорически нагрели до первоначального объема, сообщив газу в этих процессах 80 кДж тепла. Найдите показатель степени адиабаты у для этого газа. R = 8,31 Дж/моль.К. ln5= 1,61.

17. Азот нагревается при постоянном давлении, причем ему сообщается количество теплоты 21 кДж. Найдите работу, совершаемую газом, и изменение его внутренней энергии.

18.Какое количество теплоты выделится при изотермическом сжатии азота массы 1 г от давления 0,1 МПа до давления 10 МПа при температуре 280 К? Молярная масса азота 28 кг/кмоль, R = 8,31 Дж/моль.К.

19.Один моль идеального газа расширяется от объема V₁ до объема У₂ по закону V= а/Т, где а - постоянная. Найдите работу газа.

20. Найдите показатель адиабаты для смеси, состоящей из 14 г азота и 10 г аргона. Молярная масса азота 28 кг/кмоль, аргона 40 кг/кмоль,

21. У одного идеального газа внутренняя энергия зависит от давления и объема по закону U₁ = ЗрV ,у другого - по закону U₂ = 2,5рV. Найдите отношение показателей адиабат этих газов.

22. Идеальный газ расширили по закону р= аV, где а - постоянная. Начальный объем газа V₀. В результате расширения объем увеличился в л раз. Найдите работу, совершенную газом.