Домашняя работа_2

35.6. На рисунке представлен график распределения молекул идеального газа по величинам скоростей (распределение Максвелла), где fм(v) dN N dv доля

молекул, скорости которых заключены в интервал ско-

ростей от v до v+dv в расчёте на единицу этого интервала. При увеличении температуры газа максималь-

35.7.На рисунке представлены графики зависимости давления р водяного пара, кислорода и гелия от высоты h. Укажите график, соответствующий молекулам гелия. Считать, что ускорение свободного падения и температура газа с высотой не меняются.

35.8.Частота соударений молекул газа со стенкой со-

суда не будет изменяться, если газ совершает процесс, описываемый уравнением:

д) другое уравнение.

35.9. Перенос импульса направленного движения газа происходит в положительном направлении оси x . Скорость потока газа направлена в положительном направлении оси y . Градиент величины этой скорости направлен:

а) в положительном направлении оси x б) в отрицательном направлении оси x в) в положительном направлении оси y

г) в отрицательном направлении оси y

35.10. Изменение энтропии при изотермическом сжатии идеального газа определя-

ется формулой dS pdV 0 . Это не противоречит формулировке II начала термо-

T

динамики dS 0 потому что (выберите правильное утверждение):

а) приведённая формула неверна; б) при изотермическом сжатии газу сообщается тепло Q , что увеличивает энтропию на QT ;

в) формулировка dS 0 не применима к идеальному газу;

г) при изотермическом сжатии газ не является замкнутой системой;

д) формулировка II начала термодинамики не действует при изотермических процессах.

Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы в лабораторном журнале кафедры физики Задание необходимо сдать до 23 мая 2014 года

Вариант №36

36.1.На плиту поставлен пустой чайник. При температуре 27оС в нём находилось 2 г воздуха. При какой температуре при том же давлении в чайнике останется 1 г воздуха:

а) 54оС; б) 13,5оС; в) 327оС; г) 163,5оС; д)273оС; е) 600оС?

36.2.Газ нагрет изохорически от температуры Т1 до температуры Т2 так, что давление при этом возросло на p . Каким было первоначальное давление газа р1:

36.5. Для цикла, изображённого на рисунке, определить КПД цикла:

а) 33,3%; б) 40%; в) 50%; г) 60%; д) 66,7%;

е) другой ответ.

36.6.На рисунке представлено распределение Максвелла по абсолютным значениям скоростей для молекул трёх различных идеальных газов (водорода, азота, кислорода) при одинаковой температуре. Укажите график, соответствующий распределению Максвелла для кислорода.

36.7.Укажите неверное утверждение. Распределение Больцмана …

1) … описывает распределение частиц по значениям потенциальной энергии; 2) … справедливо не только для молекул газа, но и для броуновских частиц;

3) … описывает неравновесное распределение частиц в любом потенциальном поле; 4) … справедливо как для нейтральных, так и для заряженных частиц.

36.8.Температура газа, совершающего изохорный процесс, уменьшилась от 800 К до 200 К. При этом средняя длина свободного пробега молекул газа:

36.9. Азот совершает процесс, при котором коэффициент диффузии в газе не меняется. Уравнением такого процесса будет:

а) T const ; б) T 32 p const ; в) T p const ; г) T p const .

36.10. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно (две изотермы 1-2 и 3-4 и две адиабаты 2-3 и 4-1). Как изменится энтропия рабочего тела за один цикл работы тепловой машины?

а) энтропия возрастёт; б) энтропия уменьшится; в) энтропия не изменится.

Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы в лабораторном журнале кафедры физики Задание необходимо сдать до 23 мая 2014 года

Вариант №37

37.1.Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем упало на 40%, а абсолютная температура на 20%. Какую часть газа выпустили:

а) 50%; б) 30%; в) 25%; г) 48%?

37.2.Газ адиабатно расширяется. Как изменяются при этом температура и давление

газа:

а) температура и давление увеличиваются; б) температура увеличивается, давление уменьшается;

в) температура уменьшается, давление увеличивается; г) температура и давление уменьшаются;

д) температура остаётся постоянной, давление увеличивается; е) температура остаётся постоянной, давление уменьшается?

37.3.При адиабатическом расширении двух граммов водорода газ совершил работу, равную 600 Дж. R = 8,31 Дж/К·моль. Изменение температуры водорода в этом процессе равно:

а) +14,5 К; б) –28,9 К; в) –17,3 К; г) 0 К; д) +48,1 К; е) другой ответ.

37.4. Три идеальных газа – одноатомный, двухатомный и многоатомный – имеют одинаковое начальное давление p 0 и объем V0

и совершают процесс адиабатического расширения. Кривые этих

приведённые графики неверны 37.5. На рисунке представлен прямой цикл тепловой маши-

ны в координатах T S , где T термодинамическая температура, S энтропия. Укажите участки, на которых тепло поступает в рабочее тело машины от нагревателей, и участки, где тепло отдаётся холодильнику:

37.6. На рисунке представлен график распределения моле-

кул идеального газа по величинам скоростей (распределение

Максвелла). Величина интеграла fм(v) dv равна:

37.7.На рисунке представлены графики зависимости давления р двуокиси углерода (углекислого газа), азота и гелия от высоты h. Укажите график, соответствующий молекулам азота. Считать, что ускорение свободного падения и температура газа с высотой не меняются.

37.8.Давление газа, совершающего изотермический

процесс, увеличилось в 2 раза. При этом средняя длина свободного пробега молекул газа:

37.9. Правый конец цилиндрического стержня имеет бóльшую температуру, чем левый конец. Величина потока тепла в стержне:

а) увеличивается слева направо; б) уменьшается слева направо; в) одинакова во всех точках стержня. 37.10. Кусок льда, находившийся при температуре - 10°С, нагрели до 0°С и превратили в воду той же температуры. Как изменялась энтропия системы лёдвода?

а) сначала уменьшалась, затем оставалась постоянной до полного превращения льда в воду; б) сначала возрастала, затем оставалась постоянной до полного превращения льда в

воду; в) не изменялась; г) все время уменьшалась; д) все время возрастала.

Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы в лабораторном журнале кафедры физики Задание необходимо сдать до 23 мая 2014 года

Вариант №38

38.1. Во время сжатия идеального газа его давление и объем изменяются по закону pV const . Температура газа при этом уменьшилась в 4 раза. Каким было первона-

чальное давление газа, если после сжатия оно стало равным 100 кПа:

а) 25 кПа; б) 50 кПа; в) 200 кПа; г) 400 кПа?

38.2. Укажите неверное утверждение:

а) уравнение изохорного процесса имеет вид Tp const ;

б) уравнение адиабаты идеального газа можно записать в форме pV const ;

в) при изотермическом сжатии идеального газа в 4 раза его давление уменьшается в 4 раза; г) при адиабатическом охлаждении газа его объем растёт;

38.3. Идеальный газ совершает циклический процесс 1-2-3-1, как показано на рисунке, где процессы 2-3 - изохорический, а 3-1 - изотермический. Площадь S2 фигуры 1-2-3 равна 10 Дж. На участке

1-2 газ совершил работу 15 Дж. Площадь фигуры 1-3-В-А равна:

а) 15 Дж б) 10 Дж в) 5 Дж г) 25 Дж 38.4. Азот совершает политропический процесс, молярная теплоёмкость которого

равна С = 7R/3, где R – универсальная газовая постоянная. Как изменяется объём газа в таком процессе:

а) V > 0; б) V < 0; в) V = 0 ?

38.5. На рисунке представлен прямой цикл тепловой машины в координатах T S , где T термодинамическая температура, S энтропия. Укажите участки, на которых тепло поступает в рабочее тело машины от нагревателей, и участки, где тепло отдаётся холо-

38.6. На рисунке представлен график распределения молекул идеального газа по величинам скоростей (распределение Максвелла). С ростом температуры T газа площадь под этим графиком будет:

а) оставаться неизменной

б) расти пропорционально T

38.7.На рисунке представлены графики распределения Больцмана для молекул одной и той же системы идеального газа при различных температурах. Укажите график, соответствующий большей температуре.

38.8.Газ находится в сосуде, объём которого

изменяется. При температуре 300 К число соударений молекул газа с единицей поверхности стенки сосуда за единицу времени было равно 6·1023. До какой температуры надо изобарно нагреть газ, чтобы число соударений молекул с этим же участком

38.10. Обратный циклический процесс, изображённый на рисунке, приводит к тому, что тепло забирается у холодильника с низкой температурой T1 и передаётся нагревателю с высокой темпе-

ратурой T2 . Это не нарушает формулировки Клаузиуса II начала

термодинамики, потому что (выберите правильное утверждение): а) II начало термодинамики неприменимо к обратным циклическим процессам;

б) изображённый на рисунке обратный циклический процесс невозможен; в) рабочее тело, совершающее циклический процесс, не является замкнутой системой и указанная передача тепла не будет единственным результатом;

г) передача тепла при указанном направлении цикла идёт в обратном направлении.

Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы в лабораторном журнале кафедры физики Задание необходимо сдать до 23 мая 2014 года

Вариант №39

39.1. Цилиндр разделён на две части подвижным поршнем, имеющим массу m и площадь сечения S. При горизонтальном положении цилиндра давление газа в сосуде по обе стороны поршня одинаково и равно р. Найти давление газа P’ над поршнем, когда цилиндр расположен вертикально, если температура газа не меняется:

б) уравнение адиабаты идеального газа можно записать в форме TV 1 const ;

в) при изотермическом расширении идеального газа в 3 раза его давление уменьшается в 3 раза; г) при адиабатическом расширении газа его давление растёт.

39.3. Указать формулу первого начала термодинамики для изохорического процес-

са:

а) Q U ; б) Q U A ; в) Q A ; г) A U ; д) Q 0

39.4. Три идеальных газа – одноатомный, двухатомный и многоатомный – имеют одинаковое начальное давление p 0 и объем V0

и совершают процесс адиабатического расширения. Кривые этих

приведённые графики неверны 39.5. На рисунке представлен прямой цикл тепловой машины в

координатах T S , где T термодинамическая температура, S энтропия. Укажите участки, на которых тепло поступает в

рабочее тело машины от нагревателей, и участки, где тепло отда-

39.6. На рисунке представлен график распределения молекул идеального газа по величинам скоростей (распределение Максвелла). Заштрихованная на графике площадь равна:

а) вероятности того, что молекулы имеют скорость v0 ;

б) вероятности того, что молекулы имеют скорости, большие, чем v0 ;

в) концентрации молекул газа, имеющих скорость v0 ;

г) числу молекул газа в единице объёма со скоростями, большими, чем v0 .

39.7. В двух одинаковых по вместимости сосудах находятся разные газы: в первом – водород, во втором – кислород. Найти отношение концентраций молекул водорода к концентрации молекул кислорода, ( nH2 nO2 ), если массы газов одинаковы.

39.9. Величина концентрации молекул газа возрастает в отрицательном направлении оси y . Это приводит к появлению направленного переноса массы газа:

а) в положительном направлении оси y б) в отрицательном направлении оси y

в) в положительном направлении оси z г) в отрицательном направлении оси x

39.10. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно (две изотермы 1-2 и 3-4 и две адиабаты 2-3 и 4-1). Как изменится энтропия рабочего тела в процессе изотермического сжатия 3-4?

Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы в лабораторном журнале кафедры физики Задание необходимо сдать до 23 мая 2014 года

Вариант №40

40.1. Из баллона со сжатым газом вышла половина массы. Как изменилось давление газа, если его температура понизилась в 2 раза?

40.2. На графике изображены процессы изменения состояния идеального газа в координатах PV.

Найдите изображение этих процессов в координатах РТ.

40.3.Идеальный газ участвует в процессе, в котором газ совершает над внешними телами работу 2 Дж, а внутренняя энергия газа уменьшается на 2 Дж. Такой процесс будет:

а) адиабатическим; б) изобарическим; в) изотермическим; г) изохорическим.

40.4.Молярная теплоёмкость изобарного процесса, совершаемого некоторым газом

равна Cp 3,5R , где R – универсальная газовая постоянная. Такой газ будет:

а) углекислым газом; б) азотом; в) водяным паром; г) гелием. 40.5. На рисунке представлен прямой цикл тепловой машины в координатах T S , где T термодинамическая температура,

S энтропия. Укажите участки, на которых тепло поступает в рабочее тело машины от нагревателей, и участки, где тепло отдаётся