Лекции.Орг

Поиск:


З а д а ч и




 

1. В баллоне емкостью V = 10 л находится газ при температуре

t = 27 0С. Вследствие утечки газа, давление в баллоне снизилось на

DР= 4,14 кПа. Какое количество молекул вышло из баллона, если температура газа не изменилась?

2. Концентрация молекул газа идеального двухатомного газа равна

n = 5·1024 м-3 .При этом средняя энергия молекулы равна E = 8,5·10-20 Дж. Найти давление, оказываемое молекулами газа на стенки сосуда.

3. В баллоне находилось m = 10 кг некоторого газа при давлении

P1 = 107 Н/м2.Найти, какое количество газаDm взяли из баллона, если давление в нем понизилось до P2=2,5·106Н/м2 .

4. Сколько молекул воды содержится в стакане объемом V = 200 мл?

5. Газ, находящийся при температуре t = 27 0С занимает объем V.

До какой температуры следует изобарно охладить газ, чтобы его объем стал равен 0,75V ?

6. В баллоне объемом V = 15 л находится смесь идеальных газов, при температуре T = 300 К. Смесь содержит 0,3 моля углекислого газа, 0,2 моля азота и 0,1 моля кислорода. Найти молярную массу смеси и давление в баллоне.

7. Определить концентрацию молекул водорода, находящегося в сосуде под давлениемP = 2,67·105Н/м2, если средняя квадратичная скорость движения молекул при этих условиях равна = 2·103 м/с.

8. В сосуде объемом V = 5 л содержится 14 г азота и 22 г углекислого газа при температуре t = 57 0С. Найти число молекул содержащихся в сосуде.

9. Смесь водорода и азота общей массой m = 290 г при температуре

Т = 600 К и давлении Р = 2,46 МПа занимает объем V = 30 л. Найти массу водорода и массу азота.

10.Смесь кислорода и азота находится в сосуде при давлении

Р = 1,2 МПа. Определить парциальные давления газов, если массовая доля кислорода в смеси составляет 0,2 %.

11. Объем воздушного шара V = 224 м3 , масса оболочки m = 145 кг. Шар наполнен горячим воздухом при нормальном атмосферном давлении

Р = 1,01·105 Па. Какую температуру должен иметь воздух внутри оболочки, чтобы шар начал подниматься? Температура воздуха вне оболочкиt = 0 0С, молярную массу воздуха принять равной

m = 29·10-3 кг/моль.

12. В горизонтальной, запаянной с одного конца капиллярной трубке столбик ртути длиннойL =40 см запирает столбик воздуха длиной

l =20 см. Какой окажется длина воздушного столба в трубке, если ее поставить вертикально открытым концом вниз. Атмосферное давление считать равным 760 мм рт. ст.

13. В сосуде объемом V = 30 л содержится идеальный газ при температуреt = 0 0С. После того как часть газа выпустили, давление в сосуде понизилось на DР =0,78 атм без изменения температуры. Найти массу выпущенного газа Dm. Плотность этого газа при нормальных условиях r= 1,3г/л.

14. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов капиллярной трубке длиной L = 1м находится столбик ртути длинной l = 20 см. Если капилляр поставить вертикально, то столбик ртути переместится на расстояние Dl = 10 см. До какого давления был откачан капилляр?

15. Некоторое количество идеального газа постоянной массы переходит из состояния 1 в состояние 3 по пути 1-2-3. На диаграмме Р-V процесс1-2 изохорный, а процесс 2-3 изобарный, при этом точки 1 и 3 лежат на одной прямой, проходящей через начало координат. Найти температуру газа в точке 2, если температуры в точках 1 и 3 равны соответственно

t1 = 16 0С иt3 = 168 0С. Изобразить этот процесс на диаграмме Р-V.

16. Плотность некоторого газа равнаr= 6·10-2кг/м3, средняя квадратичная скорость равна = 500 м/с. Найтидавление, которое газ оказывает на стенки сосуда.

17. Внутри закрытого горизонтально расположенного поршня находится тонкий поршень, способный скользить без трения. В одной части цилиндра находится водород массой m1= 3 г водорода, а в другой m2= 18 г азота. Температуры газов одинаковы. Какую часть объема цилиндра занимает водород?

19. С глубины h = 10 м всплывает шарообразный пузырек воздуха. На какой глубине радиус пузырька увеличится в n = 1,2 раза, если атмосферное давление Р = 1·105 Па? Плотность воды r= 1 г/л, температуру считать постоянной по всей глубине.

20. В баллоне объемом V = 22,4 л находится водород при нормальных условиях.После того, как в баллон было введено дополнительно некоторое количество гелия, давление в баллоне повысилось до значения Р = 0,5·106 Н/м2. Считая процесс изотермическим определить массу гелия, введённого в баллон.

21. Определить плотность водорода, если средняя длина свободного пробега его молекул = 0,1 см.

22. Определить коэффициент теплопроводности азота при температуре

t = 10 0С и давлении Р = 1·105 Па.

23. Коэффициенты диффузии и динамической вязкости водорода при некоторых условиях равны соответственно D = 1,42 см2/с и

h = 8,5·106 Па/с. Найти число молекул водорода в 1 м3при этих условиях.

24. Определить среднее число соударений в секунду и длину свободного пробега молекулы водорода при температуре t = 27 0С и давленииР = 1·10-3 мм рт. ст.

25. Азот и кислород находятся при одинаковой температуре. Во сколько раз коэффициент вязкости кислорода больше, чем коэффициент вязкости азота?

26. Плотность гелия при некоторых условиях r= 2·10-2кг/м3. Найти среднюю длину свободного пробега молекул гелия при этих условиях.

27. Какое максимальное число молекул аргона должно находиться в

1 см3 сферического сосуда, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом?

28. Найти среднее число столкновений в 1 секунду молекул некоторого газа , если средняя длина свободного пробега его молекул при этих условиях = 4·10-6 м, а средняя квадратичная скорость его молекул

= 500 м/с.

29. В сферической колбе объемом 2 л находится кислород. При какой плотности кислорода средняя длина свободного пробега его молекул

больше размеров сосуда?

30. В сосуде находится углекислый газ, плотность которого r= 1,7 кг/м3. Средняя длина свободного пробега его молекул при этих условиях равна = 7,9·10-6 м. Определить из этих условий эффективный диаметр молекулу углекислого газа d.

31. Найти удельные теплоемкости Cvи Cрнекоторого газа, если известно, что его молярная масса m = 84 г/моль, а отношение

Cр/Cv=1,67.

32. Найти удельные и молярные теплоемкости Cvи Cрводяного пара.

33. Двухатомный идеальный газ занимает объем V = 8 л. Определить теплоемкость этого газа при постоянном давлении Cр.

34. Чему равны удельные теплоемкости Cvи Cрнекоторого двухатомного газа, если плотность этого газа при нормальных условиях

r= 1,43 кг/м3.

35. Найти удельную теплоемкость при постоянном объеме газовой смеси, состоящей из 12 киломолейгелия и 7 киломолей азота.

36. Смесь содержит 10 г гелия и 16 г кислорода. Найти показатель адиабаты g= Cр /Cv для этой смеси газов.

37. Удельная теплоемкость газа при постоянном давлении равна 976 Дж/(кг·К), а молярная масса равна 30 г/моль. Определить число степеней свободы молекулы этого газа.

38. Разность между удельной теплоемкостью при постоянном давлении и удельной теплоемкостью при постоянном объеме некоторого газа равна 260 Дж/(кг·К). Определить число степеней свободы молекул этого газа.

39. Удельная теплоёмкость некоторого трехатомного газа при постоянном объеме Cv = 567 Дж/(кг·К). Определить, что это за газ.

40. Некоторый двухатомный газ находится под давлением Р = 2·105 Па

и температуре Т = 600 К. Найти плотность этого газа, если его

удельная теплоемкость при постоянном давлении Cр = 909 Дж/(кг·К).

41. При изотермическом расширении 10 г азота, находящегося при температуре t= 17 0С , была совершена работа А = 860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота?

42. В сосуде под поршнем площадью S = 100 см2находится 56 г азота при температуре t1 = 20 0С. Азот нагревают до температуры t2 = 120 0С. На какую высоту поднимется поршень? Атмосферное давление принять равнымР = 1·105 Па.

43. Газ, занимающий объем V = 5 л и находящийся под давлением

Р = 2·105 Па и при температуре t = 27 0С нагревают изобарно. Расширяясь газ совершил работуА = 200 Дж. Чему стала равна температура газа в конце процесса расширения?

44. Работа некоторого газа при его изотермическом расширении с увеличением объема в два раза А = 575 Дж. Найти среднеквадратичную скорость молекул этого газа при этой температуре.

45. Некоторое количество кислорода сжимают так, что его объем уменьшается от V1 = 15 л, до объема V2 = 3 л. Как выгоднее сжимать газ – адиабатическиили изотермически?

46. 16 г водорода находятся под давлениеР = 2 атм.и

температуреt = 57 0С. Газ нагревают при постоянном давлении, вследствие чего его объем становится равным V = 15 л. Найти работу, совершенную газом при расширении.

47. Некоторое количество кислорода, занимавшего первоначально объем

V1 = 3 л при давлении Р1 = 8 атм. совершает циклический процесс 1-2-3-1. Процесс 1-2 – изобарическое расширение до объемаV2= 4,5 л, процесс 2-3 – изохорическое понижение давления до Р2= 6 атм. Процесс 3-1 - линейное уменьшение объема до V1 c увеличением давления до первоначального. Изобразить цикл на графике в осях Р - V и найти работу, совершенную в цикле.

48. Некоторое количество кислорода занимает объем V = 15 л при давлении Р1= 9 атм. Какую работу совершает газ при изотермическом расширении, если давление при этом уменьшилось до Р2 = 2 атм.?

49. Двухатомный газ, находящийся при температуре t = 27 0С и давлении

Р = 2·106 Па сжимают адиабатически так, что его объем уменьшается в 2 раза. Найти работу, совершенную при сжатии.

50. 56 г азота, находящегося при температуре t = 27 0С изотермически расширяются от давления Р1= 5 атм. до Р2 = 2 атм. Найти работу, совершенную газом при расширении.

51. При нагревании массы m = 10 г некоторого идеального газа на

DТ = 1 К при постоянном давлении требуется подвести к нему коли-

чество теплоты Q1 = 9,12 Дж, а при постоянном объеме Q2 = 6,52 Дж.

Определить, что это за газ.

52. Один моль некоторого идеального газа нагрели при постоянном давлении на Dt = 550С, сообщив ему Q = 1,6 кДж теплоты. Найти число степеней свободы молекул этого газа и приращение его внутренней энергии в процессе нагревания.

53. Для нагревания некоторого количества идеального газа на Dt1 = 50 0С

при постоянном давлении требуется сообщить ему Q1 = 670 Дж тепла. Если это же количество газа охладить наDt2 = 100 0C при постоянном объеме, то выделится Q2 = 1005 Дж тепла. Какое число степеней свободы имеют молекулы данного газа?

54. При нагревании 0,5 кг некоторого газа на Dt = 10 0С изобарно требуется на DQ = 1,48кДж теплоты больше, чем в случае изохорического нагревания. Определить, что это за газ.

55. В сосуде под поршнем находится 14 г азота. Масса поршня m = 10 кг,

Площадь его поперечного сечения S = 100 см2, давление над поршнем

Р = 1·105 Па. Какое количество тепла нужно сообщить азоту, чтобы он нагрелся Dt = 10 0С ? На какую высоту при этом поднимется поршень?

56. Найти работу, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить Q = 42 кДж тепла. Как и на сколько изменится при этом его внутренняя энергия газа?

57. Найти количество теплоты, полученное идеальным двухатомным газом в линейном процессе 1 – 2, изображенном на рисунке.

 

 

58. Некоторое количество кислорода занимает объем V1 = 4 л при давлении Р1= 6,4 атм. и температуре t1 = 27 0С. Кислород переходит в состояние с параметрами V2 = 12 л, Р2 = 3,2 атм. по пути 1-2-3, см. рисунок.

Найти количество теплоты, полученное газом в этом процессе и температуру, соответствующую конечному состоянию.

 

59. Два моля идеального газа, находящегося при температуре t = 47 0С изохорически охладили так, что его давление уменьшилось в 2 раза. Затем газ изобарически расширили так, что его температура стала равна первоначальной. Найти количество тепла, полученного газом в этом процессе.

60. Азот, находившийся в закрытом сосуде при нормальных условиях охладили наDТ = 60 К. Объем сосуда V = 10 л. Найти количество тепла, отданного азотом.

61. КПД теплового двигателя 25%. Во сколько раз количество теплоты, полученное от нагревателя больше совершённой им полезной работы?

62. КПД тепловой машины 75%. Чему он будет равен, если температуру нагревателя увеличить в 2 раза, а температуру холодильника понизить в 1,5 раза?

63.Температура нагревателя идеального теплового двигателя t1 = 127 0С, а температура нагревателя t2 = 7 0С. Ежесекундно двигатель получает от нагревателя 60 кДж теплоты. Чему равна мощность этого двигателя?

64. Найти в процентах КПД тепловой машины работающей по циклу, изображённому на рисунке.

 

 

 

65. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. 80% тепла, получаемого от нагревателя в процессе работы, передается холодильнику. За один цикл от нагревателя машина получает 5 кДж теплоты. Найти КПД цикла и полезную работу, совершаемую за один цикл.

66. Холодильник идеального теплового двигателя имеет температуру 27 0С. На сколько процентов изменится КПД этого двигателя, если температуру нагревателя увеличить от 127 0С до 327 0С?

67. В идеальном тепловом двигателе за счет каждого килоджоуля энергии, полученной от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определить температуру нагревателя, если температура холодильника 7 0С.

68. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. КПД цикла 25%.

Во сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя, чтобы КПД машины стал равен 75%, если температуру холодильника при этом уменьшают в 1,5 раза?

69. Совершая цикл Карно, газ отдал холодильнику 2 кДж теплоты. Работа цикла 1 кДж. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя 7270С.

70. Совершая цикл Карно, газ отдал холодильнику 2/3 теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя 327 0С.

71. Найти изменение энтропии идеального газа при превращении 100 г льда при температуре -20 0С в кипяток при температуре 100 0С.

72. 64 г кислорода расширяются так, что объем газа увеличивается вдвое. Найти изменение энтропии в этом процессе.

73. Найти изменение энтропии при изотермическом расширении 8 г водорода при изменении давления от Р1= 2 атм. до Р2 = 4,5 атм.

74. 300 г свинца, находящегося в расплавленном состоянии при температуре t1 = 500 0С, остывает до температуры t2 = 50 0С. Найти изменение энтропии во всем процессе.

75. Найти изменение энтропии при переходе 16 г кислорода от объема 4 л при температуре 27 0С к объему 12л при температуре 600 К.

76. Найти изменение энтропии при переходе кислорода из состояния 1 в состояние 3 в условиях задачи №58.

77. 56 газота нагреваются отt1 = 17 0С до температуры t2 = 205 0С. Найти изменение энтропиигаза, если нагревание происходит 1) изохорно; 2) изобарно.

78. В результате нагревания 22 г азота его абсолютная температура увеличилась в 1,2 раза, а энтропия увеличилась на 4,2 Дж/К. Что поддерживалось постоянным при нагреве – давление, или объем?

79. Во сколько раз следует увеличить изотермически объем идеального газа, взятого в количестве 4 моля, чтобы его энтропия испытала приращение DS = 23Дж/K?

80. 16 г гелия адиабатическирасширили в 3 раза, а затем изобарически сжали до первоначального объема. Найти приращение энтропии газа в этом процессе.

 






Дата добавления: 2015-02-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1060 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Поиск на сайте:

Рекомендуемый контект:




© 2015-2021 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.014 с.