Вариант 8
1. В сосуде объемом 10 л находится 2·1023 молекул газа. Какова температура газа, если давление в сосуде равно 0,12 МПа?
2. В баллоне находится газ массой 10 кг при давлении 10 МПа. Какую массу взяли из баллона, если давление стало равным 2,5 МПа? Температуру газа считать постоянной.
3. На сколько процентов увеличится среднеквадратичная скорость молекул водяного пара при повышении его температуры от 370С до 400С ?
4. Вычислить величину отношений удельных теплоемкостей для газовой смеси, состоящей из 5-ти киломолей кислорода и 6-ти киломолей углекислого газа. Газы считать идеальными.
5. Кинетическая энергия поступательного движения молекул азота, находящегося в баллоне объемом 6,68 м3, равна 7,9·104 Дж, а среднеквадратичная скорость его молекул составляет 7·103 м/с. Найти массу азота в баллоне.
6. Кислород, взятый при температуре 270 С, изобарически сжали до объема, в 5 раз меньшего первоначального. Определить работу внешней силы при сжатии, если масса газа равна 160 г.
7.
Температура воды массой 1 кг повышается
на 1 К. Найти увеличение внутренней
энергии, приходящееся на одну молекулу.
Удельная теплоемкость воды равна 4,2
,
ее молярная масса 0,018 кг/моль. Коэффициент
объемного расширения воды равен 2·10-4
К-1.
Атмосферное давление составляет 0,1
МПа.
8. Водород, находившийся под давлением 0,1 МПа, был сжат адиабатически до давления 0,3 МПа. Каково будет давление, если сжатый газ (без изменения объема) охладить до первоначальной температуры? Начертить в координатах «объем - давление» графики процессов.
9. Водород массой 2 кг при температуре 300 К охлаждают изохорически так, что его давление падает в 3 раза. Затем водород изобарически расширяют. Найти работу газа, если его конечная температура равна начальной.
10. Кислород массой 2 кг занимает объем 1 м3 и находится под давлением 0,2 МПа. При нагревании газ расширяют в условиях постоянного давления до объема 3 м3, а затем его давление увеличивают до 0,5 МПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии газа, совершенную им работу и теплоту, переданную газу. Построить график процесса.
11. При совершении цикла Карно газ получил от нагревателя 16,8 кДж энергии и совершил 5,8 кДж работы. Во сколько раз температура нагревателя выше температуры холодильника?
Вариант 9
1. Из открытого стакана за 5 суток полностью испарилось 50 г воды. Сколько в среднем молекул вылетало с поверхности воды за 1 с ?
2. Гелий находится при температуре 270 С. Кинетическая энергия теплового движения всех молекул газа Ек=10 Дж. Определить число молекул.
3. При температуре 300 К плотность газа равна 1,2 кг/м3, а среднеквадратичная скорость молекул составляет 500 м/с. Найти концентрацию молекул газа.
4. Тонкий резиновый шар радиуса 2 см заполнен воздухом при температуре 200С и давлении 0,1 МПа. Каков будет радиус шара, если его опустить в воду с температурой 40 С на глубину 20 м?
5. Определить плотность смеси, состоящей из 4 г водорода, 32 г кислорода, при температуре 70 С и давлении 93 кПа.
6. Азот массой 10 г расширяется изотермически при температуре -200 С, при этом давление меняется от 202 до 101 кПа. Определить работу расширения, изменение внутренней энергии азота и количество сообщенной ему теплоты.
7. Газ массой 12 г занимает объем 4 л при температуре 70 С. После нагревания при постоянном давлении его плотность стала равной 0,6 кг/м3. До какой температуры нагрели газ?
8. 10,5 г азота изотермически расширяется при температуре 370 С от давления 10 Па до 10-2 Па. Найти работу, совершаемую газом при расширении.
9. Азот, находившийся при температуре 400 К, подвергли адиабатическому расширению, в результате которого его объем увеличился в 5 раз, а внутренняя энергия уменьшилась на 4 кДж. Определить массу азота.
10. Двухатомный газ занимает объем 0,5 л при давлении 50 кПа. Газ сжимается адиабатически до некоторого объема и давления. Затем он охлаждается при постоянном объеме до первоначальной температуры, причем его давление становится равным 100 кПа. Построить график этого процесса. Найти объем и давление.
11. Температура нагревателя идеальной тепловой машины t1=1170 C, а холодильника –t2 =270C. Количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя за 1 с, равно Q = 60 кДж. Вычислить кпд машины, количество теплоты, отдаваемое холодильнику за 1 с, и мощность машины.