Вариант 7

49. На какой высоте давление воздуха составляет 60 % от давления на уровне моря? Считать, что температура воздуха везде одинакова и равна 10 ºC.

50. Найти молярные теплоемкости C_P и C_V смеси кислорода массой m₁ = 2,5 г и азота массой m₂ = 1 г.

51. Водород массой m = 40 г, имевший температуру T₁ = 300 К, адиабатически расширялся, увеличив объем в n₁ = 3 раза. Затем при изотерическом сжатии объем газа уменьшился в n₂ = 2 раза. Определить полную работу А, совершенную газом, и конечную температуру T₂ газа.

52. Газ объемом V₁, расширяясь, достигает в одном и том же состоянии объема V₂:

а) изобарически;

б) адиабатически;

в) изотермически.

В каком процессе газ совершает наименьшую работу?

53. Сравнить работы газа в процессах ABC и ADC, представленных графиками на рисунке.

Рисунок к вопросу 53

54. Водород совершает цикл Карно. Найти КПД, если при адиабатическом расширении:

а) объем газа увеличивается в два раза;

б) давление уменьшается в два раза.

55. Идеальный газ с показателем адиабаты γ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Найти КПД такого цикла, если температура газа T возрастает в n раз как при изохорическом нагреве, так и при изобарическом расширении.

56. Найти изменение энтропии ΔS для 5 г водорода, изотермически расширившегося от объема 10 л до объема 25 л.

Вариант 8

57. Во сколько раз надо адиабатически расширить газ, состоящий из жестких двухатомных молекул, чтобы их средняя квадратичная скорость уменьшилась в n = 1,5 раза?

58. К водороду, находящемуся в закрытом сосуде, подводится теплота. Как изменится количество теплоты, необходимое для увеличения давления газа на ΔР, если перейти к столь низким температурам, что вращательные степени свободы молекул «вымерзнут»? Газ остается идеальным.

59. Смесь двух газов состоит из гелия массой m = 5 г и водорода массой m = 2 г. Найти отношение теплоемкостей С_P / С_V этой смеси.

60. Один моль газообразного водорода, находившегося в закрытом сосуде объемом V = 5 л, охладили на ΔT = 55 К. Найти приращение внутренней энергии газа и количество отданного им тепла.

61. Идеальный газ совершает цикл, состоящий из изобары, адиабаты и изотермы, причем изотермический процесс происходит при максимальной температуре. Найти КПД цикла, если температура в пределах цикла изменяется в n раз. Изобразить процесс на диаграмме Р, V.

62. Тепловая машина Карно, имеющая КПД η = 40 %, начинает использоваться при тех же тепловых резервуарах как холодильная машина. Сколько тепла эта машина может перевести от холодильника к нагревателю за один цикл, если к ней за каждый цикл подводится работа А = 10 кДж?

63. Определить изменение энтропии при изотермическом расши­рении азота массой m = 10 г, если давление газа уменьшилось от p₁ = 0,1 МПа до p₂ = 50 кПа.

64. Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет А = 2кДж. Определить количество подведенной к газу теплоты, если процесс протекал:

а) изотермически;

б) изобарно.

Вариант 9

65. В закрытом сосуде объемом л находится 10 г азота под давлением кПа. Найти среднюю квадратичную скорость движения молекул азота.

66. Найти среднюю кинетическую энергию поступательного движения и среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул углекислого газа СО₂ при температуре °С.

67. При изотермическом расширении 10 г азота, находящегося при температуре К, была совершена работа Дж. Во сколько раз изменилось давление газа при этом расширении?

68. Найти давление и температуру 10 г кислорода, находящегося при нормальных условиях, после адиабатического сжатия до объема м³.

69. Три киломоля углекислого газа нагревают при постоянном давлении на температуру К. Найти изменение внутренней энергии газа, затраченную на расширение газа работу и сообщенное газу количество тепла.

70. Для газа, совершающего цикл Карно, температура нагревателя в три раза выше температуры холодильника. Найти совершенную газом работу, если нагреватель передал газу количество тепла кДж.

71. Найти изменение энтропии в процессе перехода 8 г кислорода из состояния с объемом л и температурой °С в состояние с объемом л и температурой °С.

72. Пять молей кислорода, занимающего объем л, при давлении МПа подвергают изохорному нагреванию до температуры К. После этого газ изотермически расширится до начального давления, а затем в результате изобарного сжатия возвращается в первоначальное состояние. Построить график цикла и определить его КПД.