Приклад тестового завдання. 1. Яка з наведених формул є математичним записом закону Бойля-Маріотта?

1. Яка з наведених формул є математичним записом закону Бойля-Маріотта?

1) pv = RT; 2) pv = const; 3) = const; 4) = const.

2. Яка з наведених формул є математичним записом закону Гей-Люссака?

1) pv = RT; 2) pv = const; 3) = const; 4) = const.

3. Яка з наведених формул визначає кінетичну енергію однієї молекули?

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

4. Яка з наведених формул визначає внутрішню енергію 1 моля ідеального газу? 1) ; 2) ; 3) ; 4) .

5. Що називається ККД циклу Карно

1) відношення роботи, що виконується за один цикл, до одержаної від нагрівача кількості теплоти;

2) відношення роботи, що виконується за один цикл, до кількості теплоти, що передається холодильнику;

3) відношення різниці температур нагрівача і холодильника до температури нагрівача;

4) відношення кількості теплоти, що передається холодильнику, до кількості теплоти, що отримано від нагрівача.

6. Яка з наведених формул визначає питому теплоємність газу при сталому об’ємі?

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

7. Яка з наведених формул визначає молярну теплоємність газу при сталому об’ємі?

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

8. Які з наведених тверджень є формулюваннями I закону термодинаміки?

1) можливі лише такі процеси у макроскопічній системі, які ведуть до зростання її ентропії;

2) неможливий коловий процес, єдиним результатом якого є перетворення теплоти, одержаної від нагрівника, в еквівалентну їй роботу;

3) кількість теплоти, отриманої від нагрівника, витрачається на зміну внутрішньої енергії системи та на виконання роботи проти зовнішніх сил;

4) неможливий вічний двигун першого роду.

9. Які з наведених тверджень є формулюваннями II закону термодинаміки?

1) можливі лише такі процеси у макроскопічній системі, які ведуть до зростання її ентропії;

2) неможливий коловий процес, єдиним результатом якого є перетворення теплоти, одержаної від нагрівника, в еквівалентну їй роботу;

3) кількість теплоти, отриманої від нагрівника, витрачається на зміну внутрішньої енергії системи та на виконання роботи проти зовнішніх сил;

4) неможливий вічний двигун першого роду.

10. За якою з наведених формул можна обчислити висоту підняття рідини в капілярі?

1) rqh = ; 2) p = rqh; 3) mqh = W_n; 4) Dp = .

11**.У балоні об’ємом 3 л знаходиться кисень (m = 0,032 кг/моль) масою 8 г. Визначити число молекул у балоні.

1) 2,5× 10²³; 2) 1,5× 10²³; 3) 2,08× 10²⁴; 4) 1,5× 10²⁵.

12**. При ізобарному процесі азоту передано 70 Дж теплоти. Скільки теплоти витрачено на виконання роботи? 1) 50 Дж; 2) 70 Дж; 3) 20 Дж; 4) 35Дж.

 

* Деякі тестові завдання мають до 3-х правильних відповідей.

** Розв’язок задач навести на листі відповідей.

 

Контрольна робота № 2

1. Визначити концентрацію молекул повітря за нормальних умов. (2,65·1025м -3)

2. Визначити тиск ідеального газу, що має концентрацію молекул 1019см-3

при температурі 100 К. (1,38·104Па)

3. Скільки молекул газу міститься в балоні об’ємом 10 л при температурі

27З К та тиску 5 МПа? (1,3·1025)

4. Визначити число молекул газу в колбі об’ємом 250 см3при температурі

300 К і тиску 380 мм рт.ст. (3·1021)

5. У колбі об’ємом 200 мл міститься деякий газ при температурі 300 К. На

скільки понизиться тиск газу в колбі, якщо внаслідок негерметичності з колби вийде 1020 молекул? (2·103Па)

6. В посудині об’ємом 4 дм³ міститься 1 г водню. Яка кількість молекул в 1см³ цієї посудини? (0,75·10²⁰см ^-3)

7. У балоні об’ємом 5 л міститься 20 г водню. Визначити концентрацію

його молекул. (1,2·1027м3)

8. Скільки молекул води буде припадати на 1 м2 поверхні Землі, якщо 1 г

води рівномірно розподілити по всій поверхні земної кулі? (6,5·107)

9. Визначити масу водню в балоні об’ємом 3 л, якщо концентрація його молекул у посудині 24·1018м-3. (2.4·10-10 кг)

10. Скільки молекул знаходиться в 1 м3води? Визначити масу молекули

води. (3,4 · 1028; 3·10-26 кг)

11. У балоні 20 мг кисню. Через отвір кожну секунду витікає 1 млрд. моле-кул. За який час всі молекули кисню можуть покинути балон? (1,19·104років)

12. Густина деякого газу при температурі 10⁰ С і тиску 2·10⁵ Па д орівнює 0,34 кг/м³. Знайти масу одного кіломоля цього газу. (4 кг/кмоль)

13. Яка кількість молекул знаходиться у кімнаті об’ємом 80 м² при темпера-турі 17^оС і тиску 750 мм рт.ст.? (2·10²⁷)

14. У сучасних приладах досягається розрідження газу до 1,33 нПа. Знайти концентрацію молекул такого розрідженого газу при 300 К. (3·1011м-3)

15. Молекула азоту летить із швидкістю 430 м/с. Знайти імпульс цієї молеку-

ли. (2·10^-23 кг×м/с)

16. Визначити тиск азоту, якщо середня квадратична швидкість його моле-

кул 500 м/сек, а густина 1,35 кг/м³. (1,1·10⁵ Па)

17. Густина азоту в посудині 0,06 кг/м3, середньоквадратична швидкість його молекул 500 м/с. Знайти тиск газу на стінки посудини при цих умовах. (5 кПа)

18. Скільки молекул водню міститься в посудині об’ємом 1 л, якщо ймовірна

швидкість руху його молекул 500 м/с, а тиск на стінки посудини 10 кПа? (2,4·1022)

19. В посудині об’ємом 2 дм³ знаходиться 0,01 кг кисню під тиском 680 мм рт.ст. Знайти середню квадратичну швидкість молекул кисню, кількість молекул у посудині, масу однієї молекули кисню. (230 м/с, 1,9·10²³; 5,3·10^{-26 кг)}

20. Знайти кількість молекул водню в 1 см³, якщо його тиск дорівнює

200 мм рт.ст., а середня квадратична швидкість молекул дорівнює 2400 м/сек.

(4,1·10^-18 см^-3)

21. Знайти кількість молекул водню в 1 см³, якщо тиск дорівнює 200 мм рт.ст., а середня квадратична швидкість його молекул за цих умов дорівнює 2400 м/с. (4,2·10¹⁸)

22. У посудині міститься 10 г газу під тиском 680 мм рт. ст. Середня квадратична швидкість молекул 230 м/с. Знайти об’єм посудини. (1,95·10^{-3 м3})

23. У посудині об’ємом 2 л знаходиться 10 г кисню під тиском

680 мм рт. ст. Знайти середню квадратичну швидкість молекул газу та число

молекул в посудині. (233 м/с; 1,88·10²²)

24. Середня квадратична швидкість молекул деякого газу за нормальних

умов дорівнює 461 м/с. Яка кількість молекул знаходиться в 1 г цього газу?

(1,88·10²²)

25. При якій температурі середня квадратична швидкість молекул азоту

більша їх найбільш ймовірної швидкості на 50 м/с? (84 К)

26. Густина деякого газу дорівнює 0,06 кг/м³. Середня квадратична швид-

кість його молекул за даних умов дорівнює 500 м/с. Визначити тиск газу на

стінки посудини. (5 кПа)

27. Знайти енергію теплового руху молекул двохатомного газу в посудині

об’ємом 2 л під тиском 1,5·10 Па? (750 Дж)

28. 1 кг двохатомного газу знаходиться під тиском 8·10 Па і має густину

4 кг/м . Знайти енергію теплового руху молекул газу при цих умовах.

(5·10 Дж)

29. Визначити кінетичну енергію обертального руху молекули гелію, кисню і водяної пари при температурі 400 К. (0; 5,52·10-21Дж; 8,28·10-21Дж)

30. Визначити середню енергію молекули водяної пари при 500 К.

(2·10-20Дж)

31.У посудині об’ємом 0,5 л знаходиться кисень за нормальних умов. Знайти загальне число зіткнень між молекулами кисню в цьому об’ємі за 1 с. (3 10³¹)

32. Визначити тиск, при якому середня довжина вільного пробігу молекул дорівнює 1 м, якщо температура газу 15^о С, а діаметр молекул становить

3×10^{-8 см}. (9,97 мПа)

33. Визначити число зіткнень за одну секунду однієї молекули кисню за нормальних умов, якщо ефективний діаметр молекули кисню дорівнює

2,9×10^{-8 см. (4,26} ×10⁹)

34. Всередині сфери радіусом 0,1 м знаходиться водень при температурі 27⁰С. Визначити тиск водню та концентрацію його молекул, якщо довжина вільного пробігу молекул дорівнює діаметру сфери. (5,86 Па; 1,4×10²¹ м^-3)

35. Визначити густину азоту, якщо середня довжина вільного пробігу молекул дорівнює 2×10^-8 м. (3,6 кг/м³)

36. Визначити ефективний діаметр молекул газу, якщо їх довжина вільного пробігу становить 1,6 ×10^{-7 м при 400 К і тиску 1,5}×10⁵ Па. (2,28×10^{-10 м})

37. За нормальних умов довжина вільного пробігу молекули водню рівна 0,160 мкм. Визначити діаметр молекули водню. (2,29×10^-10 м)

38. У скільки разів зменшиться число зіткнень за 1 с молекул деякого газу, якщо його об’єм ізобарично збільшиться у 2 рази? (1,41 раза)

39. Знайти середню довжину вільного пробігу атомів гелію в умовах, коли густина гелію = 2,1 · 10 кг/м³. (1,8· 10^-6м)

40. При температурі 0⁰ С та деякому тиску середня довжина вільного пробігу молекул кисню дорівнює 9,5· 10 м. Чому дорівнює число зіткнень за 1 с молекул кисню, якщо посудину відкачали до 0,01 початкового тиску? Температура залишається незмінною. (4,5· 10 с^-1)

41. У колбі об’ємом 100 см³ знаходиться 0,5 г азоту. Знайти середню довжину вільного пробігу молекул азоту за цих умов. (2,3·10^-8 м)

42. Знайти середній час між двома послідовними зіткненнями молекул азоту при температурі 10⁰С та тиску 1 мм рт.ст. (1,6 10^-7с)

43. Яке граничне число молекул газу повинно знаходитися в 1 см³ сферич-ної посудини, діаметр якої дорівнює 15 см, щоб молекули не стикалися між собою? Діаметр молекули газу дорівнює 3 10^{-8 см.} (1,7 10¹⁹ м^-3)

44. У сферичній колбі об’ємом в 1 л знаходиться азот. При якій густині азоту середня довжина вільного пробігу молекул азоту дорівнює розмірам посудини? (9,4 10^-7 кг/м³)

45. Яка максимальна кількість молекул азоту може знаходитись у сферичній посудині діаметром 20 см, щоб молекули не стикалися між собою? (3,27×10¹⁶)

46. Знайти коефіцієнт теплопровідності повітря при температурі 10⁰ С та тиску 10⁵ Н/м². Діаметр молекули повітря дорівнює 310^{-8 см.} (13,110^-3 Вт/мК)

47. В посудині об’ємом V= 2 л знаходиться 410²² молекул двохатомного газу. Коефіцієнт теплопровідності газу дорівнює 0,014 Вт/мК. Знайти коефіцієнт дифузії газу за цих умов. (210^-5 м²/с)

48. Відстань між стінками дюарівської посудини дорівнює 8 мм. При якому тиску теплопровідність повітря, яке знаходиться між стінками посудини, почне зменшуватись при відкачуванні? Температура повітря 17⁰ С, діаметр молекули повітря дорівнює 310^{-7 мм.} (1,26 Н/м²)

49. Коефіцієнти дифузії та внутрішнього тертя водню за деяких умов дорівнюють відповідно Д = 1,42 см /с та η = 8,510^-6 Нс/м . Знайти кількість молекул водню в 1 м за цих умов. (1,810²⁵ м^-3)

50. Знайти коефіцієнт теплопровідності водню, коли відомо, що коефіцієнт внутрішнього тертя для нього за цих умов дорівнює 8,610^-6 Нс/м². (0,09 Вт/м К)

51. Знайти середню довжину вільного пробігу молекул гелію при темпера-турі 0⁰ С та тиску 760 мм рт. ст., якщо за цих умов коефіцієнт внутрішнього тертя (динамічна в’язкість) для нього дорівнює 1,3 10^-4 г/см с. (1,84 10^{-7 м)}

52. Визначити коефіцієнт дифузії гелію за нормальних умов. (1,3×10^-5 Па/с)

 

53. Визначити коефіцієнт внутрішнього тертя азоту за нормальних умов, якщо коефіцієнт дифузії при цьому рівний 0,142 см²/с. (1,78×10^-5Н×с/м²)

54. Визначити діаметр молекули кисню, якщо відомо, що при 0⁰ С його коефіцієнт в’язкості дорівнює 18,8×10^-6 Н×с/м². (3×10^-10 м)

55. У скільки разів коефіцієнт в’язкості кисню більший, ніж коефіцієнт в’язкості азоту? Температура газів однакова. (1,07 раза)

56. Визначити коефіцієнт теплопровідності повітря при температурі 10⁰С і тиску 10⁵ Па. Вважати діаметр молекули повітря рівним 3×10^{-10 м. (39,2 мВт/мК)}

57. Вуглекислий газ і азот знаходяться при однаковій температурі і тиску. Визначити для цих газів відношення коефіцієнтів дифузії та коефіцієнтів в’язкості. Діаметри молекул вважати однаковими. (0,8; 1,25)

58. Визначити кількість азоту, що проходить внаслідок дифузії через площу 100 см² за одну хвилину, якщо градієнт густини в напрямку, перпенди-кулярному до площини, рівний 1,26 кг/м⁴. температура газу 27⁰ С, середня довжина вільного пробігу його молекул 10^-5 см. (0,012 г)

59. Яка кількість теплоти втрачається щогодини через вікно за рахунок теплопровідності повітря, обмеженого рамами, якщо площа кожної рами 4 м², а відстань між ними 30 см? Температура в приміщенні 18⁰ С, температура за вікном -20⁰ С, атмосферний тиск 10⁵ Па. Діаметр молекул прийняти рівним 3×10^{-10 м, а температуру повітря між рамами вважати рівною середньому арифметичному значенню температур в приміщенні і на вулиці. (2м, 2 кДж)}

60. Яка кількість теплоти втрачається за добу через поверхню стін загаль-ною площею 10000 м² при температурі повітря в приміщенні 18⁰С і темпера-турі на вулиці -30⁰С. Товщина стін 60 см, а коефіцієнт теплопровідності стінових матеріалів 0,84 Вт/(м×К). (5,8×10¹⁰ Дж)

61. Обчислити питомі теплоємності при постійному тиску гелію і вуглекис

лого газу, вважаючи їх ідеальними газами.

(5,19· 103Дж/кг· К; 0,76·103Дж/кг· К)

62. Обчислити питомі теплоємності при постійному об’ємі та при постій-ному тиску азоту і водяної пари, вважаючи їх ідеальними газами.

(741 Дж/кг×К; 1037 Дж/кг×К; 1383 Дж/кг×К; 1844 Дж/кг×К)

63. Визначити молярні теплоємності газу, якщо його питомі теплоємності

с_р= 14,6 кДж/(кг×К) та с_v =10,4 кДж/(кг×К). (29,2 кДж/моль×К; 20,8 кДж/моль×К)

64. Трьохатомний газ масою 18 г під тиском 240 кПа і температурі 20⁰С

займає об’єм 10 л. Визначити питому теплоємність цього газу при сталому тис-

ку. (1820 Дж/кг×К)

65. Одноатомний газ масою 0,9 г за нормальних умов займає об’єм 5 л.

Визначити питому теплоємність цього газу при сталому об’ємі. (3085Дж/кг×К)

66. Різниця питомих теплоємностей при постійних тиску та об’ємі двох- атомного газу рівна 297 Дж/кг·К. Визначити питомі теплоємності с_v і с_р газу. (1,04·103Дж/кг·К; 0,742·103Дж/кг·К)

67. Визначити молярну масу газу, якщо різниця його питомих теплоємнос-

тей с_р- с_v = 2,08 кДж/(кг×К). (4×10^-3 кг/моль)

68. Молекула газу складається з двох атомів, різниця питомих теплоємнос-

тей газу при постійних тиску та об’ємі рівна 260 Дж/кг·К. Знайти молярну масу і питомі теплоємності газу. (0,032 кг/моль; 0,65·103Дж/кг·К; 0,91·103Дж/кг·К)

69. Визначити молярну масу газу, якщо для ізохорного нагрівання на 10 К

20 г газу потрібно 630 Дж теплоти, а для ізобарного 1050 Дж. (4·10^-3 кг/моль)

70. Визначити питомі теплоємності с_v і с_р деякого газу, якщо відомо, що його молярна маса рівна 4·10^-3 кг/моль та відношення с_р/с_v=1, 67.

(3112 Дж/кг·К; 5187 Дж/кг·К)

71. Знайти питомі теплоємності с_v і с_р деякого газу, якщо відомо, що його молярна маса рівна 30 кг/кмоль та відношення с_р/с_v=1, 4.

(0,97·103Дж/кг·К; 0,69·103Дж/кг·К)

72. Визначити молярну масу газу при його питомих теплоємностях

с_v = 650 Дж/кг·К і с_р= 910 Дж/кг·К. Чому рівні молярні теплоємності с_v і с_р цього газу? (29,12 Дж/моль·К; 20,8 Дж/моль·К)

73. Визначити питому теплоємність при постійному об’ємі газової суміші з

2 кг водню і 1 кг азоту. (7,17·103Дж/кг·К)

74. Визначити питому теплоємність при постійному тиску газової суміші з

1 кг гелію і 1 кг кисню. (3,05·103Дж/кг·К)

75. Визначити показник адіабати ідеального газу масою 1,15 кг, який при температурі 350 К і тиску 0,4 МПа займає об’єм 300 л і має питому теплоємність при сталому об’ємі 742 Дж/кг×К. (1,4)

76. Азот, що займав об’єм 10 л під тиском 0,1 МПа, ізобарно нагріли від 20 до 100 С. Визначити роботу розширення газу. (273 Дж)

77. Гелій, що займав об’єм 19 л під тиском 0,2 МПа, ізотермічно поширився до об’єму 28 л. Визначити роботу розширення газу. (1,47 ·103Дж)

78. Вуглекислий газ розширюється ізобарично. Визначити роботу розширення газу, якщо йому передали 42 кДж теплоти. (10,5·103Дж)

79. 1 л гелію при нормальних умовах ізотермічно розширюється до об’єму

2 л. Знайти роботу розширення газу. (69,3 Дж)

80. Кисень нагрівається при незмінному тиску 80 Па. Його об’єм при цьому збільшується від 1 до 3 м3. Визначити зміну внутрішньої енергії кисню, роботу, виконану ним при розширенні, а також теплоту, що одержав газ.

(400 Дж, 160 Дж, 560 Дж)

81. Азот при постійному тиску одержав 0,021 МДж теплоти. Знайти вико-

нану роботу та зміну внутрішньої енергії. (6 кДж; 15 кДж)

82. Знайти роботу розширення і зміну внутрішньої енергії 10 л вуглекислого газу, якщо при постійному нормальному тискові його об’єм збільшився до 12 л. (200 Дж; 600 Дж)

83. Кисень масою 2 кг займає об’єм 1 м3і знаходиться під тиском 0,2 МПа.

Газ нагріли спочатку при постійному тиску до об’єму 3 м3, а після цього при

постійному об’ємі до тиску 0,5 МПа. Знайти зміну внутрішньої енергії газу

й виконану ним роботу. (3,25 ·106Дж; 0,4 · 106Дж)

84. Для ізобарного нагрівання 800 моль газу на 500 К йому надали теплоти

 

9,4 МДж. Визначити роботу газу і приріст внутрішньої енергії.

(3,32×106 Дж; 6,08×106 Дж)

85. У циліндрі під поршнем знаходиться азот масою 0,6 кг і об’ємом

1 м3при температурі 560 К. У результаті отриманої теплоти газ розширився до

об’єму 4,2 м3, причому температура залишилася сталою. Знайти зміну внутріш-

ньої енергії газу, виконану ним роботу та отриману кількість теплоти. (0; 1,4·105Дж;)

86. Кисень масою 0,1кг нагріли ізобарно від температури 200 К до темпера-тури 400 К. Визначити роботу, виконану газом, отриману ним теплоту і зміну внутрішньої енергії. (5,19 кДж; 18,2 кДж; 13 кДж)

87. Знайти збільшення внутрішньої енергії і роботу розширення 30 г

водню при нагріванні газу в умовах вільного розширення, якщо його об’єм

збільшився в 5 раз. Початкова температура 270 К. (3,37·105Дж; 1,35 ·105Дж)

88. Повітря масою 2 г при 273 К нагріли ізобарно настільки, що його об’єм збільшився вдвічі. Визначити роботу газу при розширенні, кількість теплоти, поглинутою повітрям, і зміну його внутрішньої енергії.

(156 Дж; 546 Дж; 390Дж; 11,34×10³)

89. Об’єм 160 г кисню, температура якого 27З К, при ізобарному нагріван-

ні збільшився вдвічі. Знайти роботу газу при розширенні, зміну внутрішньої

енергії й отриману кількість теплоти. (11,34×10³; 28,35×10³; 39,69×10³)

90. Вуглекислий газ нагріли при постійному об’ємі 50 л. При цьому тиск

газу змінився на 0,05 МПа. Визначити зміну внутрішньої енергії газу, роботу,

виконану ним, і отриману теплоту. (7,5 кДж; 0; 7,5 кДж)

91. У результаті кругового процесу газ виконав роботу, рівну 1 Дж і віддав

до холодильнику 4,2 Дж теплоти. Знайти ККД циклу. (19,6 %)

92. Газ, що здійснює цикл Карно, 2/3 теплоти, отриманої від нагрівника,

віддає холодильнику. Температура холодильника становить 273 К. Визначити

температуру нагрівника. (409,5 К)

93. Газ здійснює цикл Карно. Температура нагрівника дорівнює 127⁰С. У

скільки разів збільшиться ККД циклу, якщо температура нагрівника підвищи-

ться від 127 до 347⁰ С? (1,935 раза)

94. Газ здійснює цикл Карно. Абсолютна температура нагрівника в 4 рази

вище від температури холодильника. Нагрівник передав газу 10 кДж теплоти.

Яку роботу виконав газ? (7,5·10 Дж)

95. Пар надходить із котла в парову машину з температурою 227⁰С.

Обчислити теоретично роботу, що виконується внаслідок втрати 4,19 Дж

теплоти, якщо температура в конденсаторі 27⁰ С. (2,8 Дж)

96. В ідеальній тепловій машині за рахунок кожного кілоджоуля енергії,

одержуваної від нагрівника, здійснюється робота 300 Дж. Визначити темпера-

туру нагрівника, якщо температура холодильника 280 К. (400 К)

97. Ідеальна теплова машина за один цикл одержує від нагрівника

2,5 кДж теплоти. Температура нагрівника становить 400 К, а холодильника

дорівнює 300 К. Визначити кількість теплоти, що передається за один цикл

холодильнику. (1,875 кДж)

98. Ідеальна теплова машина, працююча за циклом Карно, виконує за один

цикл роботу 150 кДж. Температура нагрівника 400 К, холодильника 260 К.

Знайти ККД машини і кількість теплоти, що передається за один цикл холоди-

льнику. (0,28 МДж)

99. Газ здійснює цикл Карно. Абсолютна температура нагрівника в 3 рази

вище від температури холодильника. Нагрівник передав газу 41,9 кДж теплоти

Яку роботу здійснює газ? (280 кДж)

100. Ідеальний багатоатомний газ здійснює цикл, який складається з двох

ізохор і двох ізобар, причому найбільший тиск газу в 2 рази більше найменшо-

го, а найбільший об’єм в 4 рази більше від найменшого. Визначити термічний

ККД циклу. (50 %)

101. ККД двигуна внутрішнього згорання 28 % при температурі згорання

палива 927⁰С і температурі вихлопних газів 447⁰ С. На скільки відсотків ККД

ідеальної машини більше від ККД двигуна? (12 %)

102. У котлі парової машини температура 150⁰С, в холодильникові − 10⁰С.

Яку теоретично максимальну роботу може виконати машина, якщо в топці,

ККД якої 80 %, спалили 200 кг вугілля з питомою теплотою згорання

31 МДж/кг? (1,6510⁹ Дж)

103. Газ, що здійснює цикл Карно, за рахунок кожного кілоджоуля теплоти,

отриманої від нагрівника, виконує роботу 140 Дж. У скільки разів абсолютна

температура нагрівника вища від абсолютної температури холодильника? (1,163)

104. Ідеальна теплова машина працює за циклом Карно. При цьому 80 %

теплоти, отриманої від нагрівника, передається холодильнику, температура

якого 0⁰С. Визначити температуру нагрівника і ККД машини.

(20%; 341,25 К)

105. Ідеальна теплова машина, що працює за циклом Карно, виконує за

один цикл роботу 73,5 кДж. Температура нагрівника 100⁰ С, а холодильника

0⁰ С. Знайти ККД машини і кількість теплоти, що передається за один цикл

холодильнику. (200 Дж; 26,8 %)

106. На яку висоту підніметься вода в капілярній трубці радіусом 1,5 мм?

Коефіцієнт поверхневого натягу води 0,072 н/м. Вважати змочування повним.

(9,8 мм)

107. Спирт піднявся в капілярній трубці на висоту 12 мм. Визначити радіус

трубки. Коефіцієнт поверхневого натягу спирту 0,021 Н/м. Вважати змочування повним. (0,45 мм)

108. У капілярній трубці радіусом 0,5 мм рідина піднялася на 11 мм. Знайти густину цієї рідини, якщо її коефіцієнт поверхневого натягу 0,022 Н/м. Вважати змочування повним. (816 кг/м³)

109. У бензол занурено капілярну трубку з внутрішнім діаметром 0,4 мм.

Визначити масу бензолу у капілярну трубку (s = 0,03 Н/м). (3,8× 10^-3 г)

110. Визначити вагу краплі води (s = 0,072 Н/м), що витікає з піпетки діа-

метром отвору 1,2 мм, якщо вважати, що діаметр шийки краплі дорівнює діаметру отвору? (2,7 · 10^-4 Н)

111. Видуваючи мильну бульбашку (s = 0,043 Н/м), виконали проти сил поверхневого натягу роботу 0,022× 10^-3 Дж. Розрахувати діаметр цієї бульбашки.

(9 мм)

112. На яку висоту підніметься бензол у капілярній трубці, внутрішній діа-

метр якої 1 мм? Змочування вважати повним. Коефіцієнт поверхневого натягу

0,03 Н/м. (1,4 см)

113. Яку роботу проти сил поверхневого натягу потрібно виконати, щоб

видути мильну бульбашку діаметром 4 см? Коефіцієнт поверхневого натягу

мильного розчину рівний 0,043 Н/м. (4,32·10 ^-4 Дж)

114. Яку роботу потрібно виконати при видуванні мильної бульбашки

(s = 0,043 Н/м), щоб збільшити її об’єм від 8 до 16 см³? Процес вважати ізотер-

мічним. (9,54 10^-5 Дж)

115. Яку роботу проти сил поверхневого натягу необхідно виконати, щоб

розбити сферичну краплю ртуті діаметром 6 мм на дві однакові? Коефіцієнт

поверхневого натягу ртуті 0,5 Н/м. (14,710^-6 Дж)

116. Гліцерин піднявся в капілярній трубці з діаметром каналу 1 мм на

висоту 20 мм. Визначити коефіцієнт поверхневого натягу гліцерину. Вважати

змочування повним. (6,2 ·10^-2 Н/м)

117. Капіляр внутрішнім діаметром 4 мм опущений у рідину. Знайти коефіці-

єнт поверхневого натягу рідини, якщо в капіляр підіймається 910^{-5 кг} рідини. (7 ·10^-2 Н/м )

118. Визначити масу водяної краплі (s= 0,072 Н/м), що відривається від трубки діаметром каналу 1 мм, вважаючи, що діаметр краплі дорівнює діаметру каналу. (2,26× 10^-2 г)

119. Визначити тиск у повітряній бульбашці діаметром 0,01 мм на глибині 20 см під поверхнею води. Зовнішній тиск дорівнює 765 мм рт.ст. Коефіцієнт поверхневого натягу води прийняти рівним 0,072 Н/м. (1,325·10 Па)

120. Тиск повітря в середині мильної бульбашки на 1 мм рт. ст. більший

від атмосферного. Чому рівний діаметр бульбашки? Коефіцієнт поверхневого

натягу мильного розчину прийняти рівним 0,043 Н/м. (2,59 мм)

 

Фізичні константи
Гравітаційна стала	G = 6,67 × 10-11 м3/кг×с2
Прискорення вільного падіння поблизу поверхні Землі	g = 9,82 м/с2
Середній радіус Землі	Rз = 6,37× 106 м
Універсальна газова стала	R = 8,31 Дж/моль×К
Стала Больцмана	k = 1,38 × 10-23 Дж/К
Стала Авогадро	NA = 6,02× 1023 моль-1
1 мм рт.ст.	» 133 Па
Нормальні умови: абсолютна температура тиск	273 К » 105 Па

 

 

Густина, кг/м3	Ефективні діаметри молекул, м
Вода	1 × 103	Гелій	2 × 10-10
Гліцерин	1,2 × 103	Азот	3 × 10-10
Спирт	0,79× 103	Водень	2,3 × 10-10
Бензол	0,88 × 103	Кисень	2,9 × 10-10
Алюміній	2,7 × 103
Мідь	8,9 × 103

 

 

Література

1. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. - М.: Наука, 1985. – 381 с.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – Т.2.– М.: Высшая школа, 1979. – 510 с.

3. Зачек І.Р., Кравчук І.М., Романишин Б.М., Габа В.М., Гончар Ф.М. Курс фізики. - Львів: Бескид Біт, 2002. − 375 с.

4. Король А.М., Андріяшик М.В. Фізика. Механіка, молекулярна фізика і термодинаміка. Електрика і магнетизм. Оптика. Елементи квантової механіки, фізики атомного ядра і елементарних частинок. – К.: Інкос, 2006 – 344 с.

5. Соловйов В.В., Давиденко Л.П. Конспект лекцій із фізики. Посібник для студентів інженерних спеціальностей денної, заочної та дистанційної форм навчання.- Полтава: ПолтНТУ, 2005.- 162 с.

6. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Высшая школа, 1981. – 496 с.