Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Задачи для самостоятельного решения. Задача 1. При адиабатическом сжатии кислорода массой т = 1 кг совершена работа А = 105 Дж




Задача 1. При адиабатическом сжатии кислорода массой т = 1 кг совершена работа А = 105 Дж. Какова будет конечная температура Т 2 газа, если до сжатия кислород находился при температуре t 1 = 27 0С?

Ответ: Т 2 = 454 К.

 

Задача 2*. При адиабатическом расширении кислорода с начальной температурой t = 47 0С внутренняя энергия уменьшилась на 8400 Дж. Определить массу кислорода, если его объем при расширении увеличился в 10 раз.

Ответ: 6,74 10-2 кг

 

Задача 3. Водород при нормальных условиях имел объем V1 = 100 м3. На сколько изменилась внутренняя энергия газа при адиабатическом изменении его объема до V2 = 150 м3?

Ответ: D U = - 3,8 МДж.

 

Задача 4*. В цилиндре под поршнем находится водород массой т 1 = 0,02 кг при температуре t 1 = 27 0С. Водород сначала расширился адиабатически, увеличив свой объем в 5 раз, а затем был сжат изотермически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти температуру в конце адиабатного расширения и работу А, совершенную в этих процессах. Изобразить процесы графически в координатах р, V; р, Т; V, Т.

Ответ: Т 2 = 157 К, А = 2,95 ×104Дж.

 

Задача 5. Горючая смесь в двигателе дизеля воспламеняется при температуре t 2 = 800 0С. Начальная температура смеси t 1 = 70 0С. Во сколько раз нужно уменьшить объем смеси при сжатии, чтобы она воспламенилась? Сжатие считать адиабатическим. Принять для смеси

Ответ: раза.

 

Задача 6. Углекислый газ, находившийся под давлением = 1 атм при температуре t 1 = 12 0С, был адиабатически сжат до давления = 2 атм. Какова температура t 2 газа после сжатия?

Ответ: Т 2 = 339 К.

 

Задача 7. Из баллона, содержащего водород под давлением = 10 атм при температуре t 1 = 18 0С, выпустили половину находящегося в нем количества газа. Определить конечную температуру Т 2 и давление , считая процесс адиабатическим.

Ответ: Т 2 = 221 К, = 3,84 . 105 Па.

 

Задача 8. При адиабатическом сжатии газа его объем уменьшился в 10 раз, а давление увеличилось в 21,4 раза. Определить отношение теплоемкостей газа .

Ответ: g = 1,33.

 

Задача 9. Воздух, находившийся под давлением = 1 атм, был адиабатически сжат до давления = 10 атм. Каково будет давление , когда сжатый воздух, сохраняя объем неизменным, охладится до первоначальной температуры?

Ответ: = 5,25 . 105 Па.

 

Задача 10. Определить работу адиабатического расширения водорода массой т = 4 г, если температура снизилась на D Т = 10 К.

Ответ: А = 416 Дж.

 

Задача 11. Азот массой т = 2 г, имевший температуру t 1 = 27 0С, был адиабатически сжат так, что его объем уменьшился в 10 раз. Определить конечную температуру Т 2 газа и работу сжатия.

Ответ: Т 2 = 754 К; А = 674 Дж.

 

Задача 12. Кислород, занимавший объем V1 = 1 л при давлении р = 12 атм, адиабатически расширился до объема V2 = 10 л. Определить работу расширения газа.

Ответ: А = 1820 Дж.

 

Задача 13. Масса 1 кг воздуха, находящегося под давлением = 150 кПа и температуре t 1 = 30 0С, расширяется адиабатически, и давление при этом падает до = 100 кПа. Во сколько раз увеличился объем воздуха? Найти конечную температуру Т 2 и работу, совершенную газом при расширении.

Ответ: = 1,33; Т 2 = 270 К; А = 23 кДж.

 

Задача 14. В месте взрыва атомной бомбы температура воздуха повысилась от Т 1 = 300 К до Т 2 = 106 К. Найти изменение внутренней энергии 1 кмоль воздуха, считая процесс адиабатическим.

Ответ: D U = 2 . 1010 Дж.

 

Задача 15. 321 г гелия, находившегося первоначально при температуре 20 0С и давлении = 105 Па, сжимают адиабатически до давления = 107 Па. Определить: 1) температуру газа Т 2; 2) работу, совершенную газом; 3) во сколько раз уменьшился объем газа.

Ответ: Т 2 = 1826 К; » 16; А = 1,56 . 106 Дж.

 

Задача 16. Газ расширяется адиабатически так, что его давление падает от 2 атм до 1 атм. Затем он нагревается при постоянном объеме до первоначальной температуры, причем его давление возрастает до 1,22 атм. Определить отношение для этого газа и построить график процесса в координатах р, V.

Ответ: = 1,4.

 

Задача 17. 1 кмоль азота, находящегося при нормальных условиях расширяется адиабатически от объема V1 до объема 5V1. Найти: 1) изменение внутренней энергии; 2) работу, совершенную при расширении.

Ответ: D U = - 2,69 . 106 Дж, А = 2,69 . 106 Дж.

 

Задача 18. 10 г кислорода, находящегося при нормальных условиях, сжимается до объема 1,4 . 10–3 м3. Найти давление и температуру кислорода после сжатия, если: 1) кислород сжимается изотермически; 2) кислород сжимается адиабатически. Найти работу сжатия в каждом из этих случаев.

Ответ: 1) = 5 атм, Т 2 = 273 К, А = - 1140 Дж; 2) = 9,5 атм, Т 2 = 520 К, А = - 1600Дж.

 

Задача 19. При адиабатическом сжатии одного киломоля двухатомного газа была совершена работа в 146 Дж. На сколько увеличилась температура газа при сжатии.

Ответ: D Т = 7 К.

 

Задача 20*. 28 г азота, находящегося при температуре 40 0С и давлении 750 мм рт. ст. (0,999 . 105 Па), сжимается до объема 13 л. Найти температуру и давление азота после сжатия, если: 1) азот сжимается изотермически; 2) азот сжимается адиабатически. Найти работу сжатия в каждом из этих случаев.

Ответ: 1) Т 2 = Т 1 = 313 К, = 2 . 105 Па, А = - 1800 Дж; 2) Т 2 = 413 К, = 2,6 . 105 Па, А = - 2080 Дж.

 

Задача 21*. Два различных газа, из которых один двухатомный, а другой – одноатомный, находятся при одинаковой температуре и занимают одинаковый объем. Газы сжимаются адиабатически так, что их объем уменьшается в два раза. Какой из газов нагреется больше и во сколько раз?

Ответ:

 

Задача 22*. 1 кг воздуха, находящегося при температуре 30 0С и давлении 1,5 атм, расширяется адиабатически, и давление при этом падает до 1 атм. Найти: 1) степень расширения; 2) конечную температуру; 3) работу, совершенную газом при расширении.

Ответ: 1) =1,33; 2) Т 2 = 270 К; 3) А = 2,3 . 104 Дж.

 

Задача 23*. 1 кмоль кислорода находится при нормальных условиях, затем его объем увеличивается в 10 раз. Построить график зависимости р = f (V), если: 1) расширение происходит изотермически и 2) расширение происходит адиабатически. Значение р найти для объемов: V0, 2V0, 4V0, 6V0, 8V0 и 10V0.

Ответ: 1) .

 

Задача 24. Во сколько раз возрастает длина свободного пробега молекул двухатомного газа, если его давление падает вдвое. Рассмотреть случаи: 1) газ расширяется изотермически; 2) газ расширяется адиабатически.

Ответ: 1) .

 

Задача 25. Воздух, занимавший объем V1 = 10 л при давлении = 1 атм, был адиабатически сжат до объема V2 = 1 л. Под каким давлением находился воздух после сжатия?

Ответ: = 25,4 . 105 Па.

 

Задача 26. В детандере воздух, расширяясь адиабатически, снижает свою температуру в пределах +20…–141 0С. Каково должно быть начальное давление воздуха, если конечное 98 кПа?

Ответ: = 0,6 . 104 Па.

 

Задача 27. При адиабатическом сжатии 1 кмоль сероводорода его давление увеличилось в 2 раза. Определить конечные параметры газа, если до сжатия он занимал объем 0,3 м3 при температуре 27 0С.

Ответ: V2 = 0,178 м3, = 1,66 . 107 Па.

 

Задача 28. Определить необходимую степень сжатия воздуха в двигателе, работающем по циклу Дизеля, и конечное давление , если температура воспламенения топлива 630 0С. Перед сжатием воздух имеет параметры = 105 Па, t 1 = 20 0С. Сжатие адиабатическое.

Ответ: = 16,5; р 2 = 50,6 · 105 Па.

 

Задача 29. Азот, адиабатически расширяясь, совершает работу, равную 4,80 кДж. Определить конечную температуру газа, если до расширения он имел температуру Т 1 = 362 К. Масса азота 12 кг.

Ответ: Т 2 = 308 К.

 

Задача 30. При адиабатическом расширении 3,6 кг водяного пара его температура падает на 200 К. Определить работу расширения пара.

Ответ: А = 105 Дж.

 

Задача 31. При адиабатическом расширении 1 моль какого газа: одно-, двух- или трехатомного будет получена большая работа, если изменение температуры у всех газов одинаковое?

Ответ: А 1 : А 2 : А 3 = 3: 5: 6.

 

Задача 32*. 1 моль углекислого газа охлаждается изохорно от 600 К до 300 К; затем изотермически изменяет свое давление до первоначального. Определить температуру Т 3 и теплоту, отданную углекислым газом в окружающую среду, если начальный объем газа V1 = 5 л. Начертить график процесса в координатах р, V; р, Т; V, Т.

Ответ: Т 3 = Т 2 = 300 К, Q = 9,2 . 103 Дж.

 

Задача 33*. Адиабатным или политропным является процесс сжатия аргона, если V1 = 39,4 л, t 1 = 200 0С; V2 = 16,3 л, t 2 = 400 0С?

Ответ: п = 1,85 (политропа); (адиабата).

 

Задача 34*. В процессе адиабатного сжатия давление воздуха возросло от 105 до 106 Па. Каково будет давление , если сжатый воздух при неизменном объеме охладится до первоначальной температуры?

Ответ: = 5,17. 105 Па.

 

Задача 35. Воздух при нормальных условиях занимал объем 100 л. Как изменилась его внутренняя энергия при адиабатическом расширении до объема 175 л?

Ответ: D U = 5×103Дж.

 

Задача 36. Азот массой m = 1 кг занимает при температуре Т1 = 300 К объем V1 = 0,5 м3. В результате адиабатного сжатия давление газа увеличилось в 3 раза. Определите: 1) конечный объем газа; 2) его конечную температуру; 3) изменение внутренней энергии газа.

Ответ: 1) = 0,228 м3; 2) = 411 К;

3) .

 

Задача 37. Азот, находившийся при температуре 400 К, подвергли адиабатному расширению, в результате которого его объем увеличился в п = 5 раз, а внутренняя энергия уменьшилась на 4 кДж. Определите массу азота.

Ответ: m = 28 г.

 

Задача 38. Кислород, занимающий при давлении р1 = 1 МПа объем V1 = 5 л, расширяется в п = 3 раза. Определите конечное давление и работу, совершенную газом. Рассмотрите следующие процессы: 1) изобарный; 2) изотермический; 3) адиабатный.

Ответ: 1) р = 1 МПа, А = 10 кДж; 2) р = 0,33 МПа, А = 5,5 кДж;

3) р = 0,21 МПа, А = 4,63 кДж.

 

Задача 39. Кислород массой 10 г, находящийся при температуре 370 К, подвергли адиабатному расширению, в результате которого его давление уменьшилось в п = 4 раза. В результате последующего изотермического процесса газ сжимается до первоначального давления. Определите: 1) температуру газа в конце процесса; 2) количество теплоты, отданное газом; 3) приращение внутренней энергии газа; 4) работу, совершенную газом.

Ответ: 1) Т2 = 249 К; 2) Q = 896 Дж; 3) DU = -786 Дж; 4) А = -110 Дж.

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2286 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Своим успехом я обязана тому, что никогда не оправдывалась и не принимала оправданий от других. © Флоренс Найтингейл
==> читать все изречения...

2378 - | 2186 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.