
- •Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
- •1. Зависимость давления от высоты для изотермической атмосферы описывается барометрической формулой . Для этой зависимости справедливы следующие утверждения …
- •Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
- •1. На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Уменьшение энтропии имеет место на участке …
- •2. На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Увеличение энтропии имеет место на участке …
- •6. При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе обратимого процесса для приращения энтропии верным будет соотношение …
- •7. Максимальное значение кпд, которое может иметь тепловой двигатель с температурой нагревателя 327°с и температурой холодильника 27°с, составляет ____ %.
- •8. На рисунке изображен цикл Карно в координатах , где s – энтропия. Адиабатное расширение происходит на этапе …
- •Решение:
- •Тема: Средняя энергия молекул
- •2. Если не учитывать колебательные движения в молекуле углекислого газа, то средняя кинетическая энергия молекулы равна …
- •Решение:
- •8. Отношение средней кинетической энергии вращательного движения к средней энергии молекулы с жесткой связью . Это имеет место для …
- •9. При комнатной температуре коэффициент Пуассона , где и – молярные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно, равен для …
- •Решение:
- •13. При комнатной температуре отношение молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно для …
6. При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе обратимого процесса для приращения энтропии верным будет соотношение …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение:
Отношение
в
обратимом процессе есть полный
дифференциал функции состояния системы,
называемой энтропией
системы:
.
В изолированных системах энтропия не
может убывать при любых, происходящих
в ней процессах:
.
Знак равенства относится к обратимым
процессам, а знак «больше» – к необратимым
процессам. Если в неизолированную
систему поступает тепло и происходит
необратимый процесс, то энтропия
возрастает за счет не только полученного
тепла, но и необратимости процесса:
.
7. Максимальное значение кпд, которое может иметь тепловой двигатель с температурой нагревателя 327°с и температурой холодильника 27°с, составляет ____ %.
|
|
|
50 |
|
|
|
92 |
|
|
|
8 |
|
|
|
46 |
Решение:
КПД
реального теплового двигателя всегда
меньше КПД идеального (обратимого)
теплового двигателя, работающего в тех
же условиях, то есть при одних и тех же
температурах нагревателя и холодильника.
Коэффициент полезного действия идеального
теплового двигателя определяется только
температурами нагревателя и холодильника:
.
Таким образом, максимальное значение
КПД, которое может иметь рассматриваемый
тепловой двигатель, равно
8. На рисунке изображен цикл Карно в координатах , где s – энтропия. Адиабатное расширение происходит на этапе …
|
|
|
2–3 |
|
|
|
4–1 |
|
|
|
1–2 |
|
|
|
3–4 |
Решение:
Адиабатным
называется процесс, протекающий без
теплообмена с окружающей средой.
Следовательно, для такого процесса
Изменение
энтропии определяется как
,
следовательно, в адиабатном процессе
энтропия остается постоянной. Согласно
первому началу термодинамики, для
адиабатного процесса
.
При адиабатном расширении газ совершает
работу над внешними телами (
),
следовательно, внутренняя энергия
уменьшается (
).
Это означает, что температура газа
понижается.
Таким образом, адиабатное
расширение происходит на этапе 2–3.
9. На рисунке изображен цикл Карно в координатах (T, S), где S – энтропия. Изотермическое расширение происходит на этапе …
|
|
|
1 – 2 |
|
|
|
4 – 1 |
|
|
|
2 – 3 |
|
|
|
3 – 4 |
Решение: Изотермические процессы происходят при постоянной температуре. При расширении газа будет увеличиваться энтропия. Изменение энтропии определяется как . Изотермическое расширение происходит на этапе 1– 2.
10. Процесс,
изображенный на рисунке в координатах
(T,S), где S-энтропия, является…
изохорным охлаждением изобарным сжатием
изотермическим сжатием адиабатным расширением