Решение:

Коэффициент полезного действия тепловой машины определяется по формуле   ,  где   – количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя; – количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику.  При увеличении в два раза  коэффициент полезного действия:   .  Найдем изменение . Коэффициент полезного действия тепловой машины уменьшится на .

9.

Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре  зависит от их конфигурации и структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле и самой молекулы. При условии, что имеет место только поступательное и вращательное движение молекулы как целого, средняя кинетическая энергия молекул азота  равна …

Решение:

Для статистической системы в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная , а на каждую колебательную степень – . Средняя кинетическая энергия молекулы равна , где – сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, сумма числа степеней свободы равна ; где  – число степеней свободы поступательного движения, равное ;  – число степеней свободы вращательного движения, которое может быть равно . Для молекулярного азота (двухатомной молекулы)  и . Следовательно,  (3 степени свободы поступательного движения по направлениям осей ординат и 2 степени свободы вращательного движения вокруг осей  и ) (см. рис.). Тогда средняя энергия молекул азота  равна .

10.

На -диаграмме изображены два циклических процесса. Отношение работ , совершенных в этих циклах, равно …

		2
		1/2
		-2
		-1/2

Решение:

Работа газа за цикл численно равна площади фигуры, ограниченной диаграммой кругового процесса в координатных осях . При осуществлении кругового процесса в прямом направлении (по часовой стрелке) работа газа за цикл положительна, так как при расширении газ совершает большую работу, чем затрачивается на его сжатие. Если круговой процесс осуществляется в обратном направлении (против часовой стрелки), то работа газа за цикл отрицательна. Работы газа за I первый и II второй циклы на -диаграмме, совершаемые против часовой стрелки,  численно равны площадям прямоугольников:  и . Отношение работ, совершенных в этих циклах: .

11.

Установите соответствие между величиной (знаком) работы сил электростатического поля, создаваемого зарядом +Q, по перемещению отрицательного заряда –q и траекторией перемещения (указаны начальная и конечная точки). 1.  А=0 2.  А<0

		4 – 1
		1 – 2
		2 – 3