4.5. Задачи для самостоятельного решения

4.50. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, за цикл получает от нагревателя количество теплоты Q₁ = 2,512 кДж. Температура нагревателя Т₁ = 400 К, температура холодильника Т₂ = 300 К. Найти работу А, совершаемую машиной за один цикл, и количество теплоты Q₂, отдаваемое холодильнику за один цикл.

4.51. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 2,94 кДж и отдает за один цикл холодильнику количество теплоты Q₂= 13,4 кДж. Найти к.п.д. цикла.

4.52. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80 % количество теплоты получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты Q₁ = 6,28 кДж. Найти к.п.д. цикла, и работу А, совершаемую за один цикл.

4.53. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Воздух при давлении р₁ = 708 кПа и температуре t₁ = 127⁰С занимает объем V₁ = 2л. После изотермического расширения воздух занял объем V₂ = 5л; после адиабатического расширения объем стал равным V₃ = 8л. Найти: а) координаты пересечения изотерм и адиабат; б) работу А, совершаемую на каждом участке цикла; в) полную работу А, совершаемую за весь цикл; г) к.п.д. цикла; д) количество теплоты Q₁, полученное от нагревателя за один цикл; е) количество теплоты Q₂, отданное холодильнику за один цикл.

4.54. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 37 кДж. При этом она берет тепло от тела с температурой t₂ = - 10⁰С и передает тепло телу с температурой t₁ = 17⁰С. Найти к.п.д. цикла, количество теплоты Q₂, отнятое у холодного тела за один цикл, и количество теплоты Q₁, переданное более горячему телу за один цикл.

4.55. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, передает тепло от холодильника с водой при температуре t₂ = 0⁰С кипятильнику с водой при температуре t₁ = 100⁰С. Какую массу m₂ воды нужно заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар массу m₁ = 1 кг воды в кипятильнике?

4.56. Масса m = 6,6 г водорода расширяется изобарически от объема V₁ до объема V₂ = 2 V₁. Найти изменение энтропии при этом расширении.

4.57. Найти изменение энтропии при изобарическом расширении массы m= 8г гелия от объема V₁ = 10 л до объема V₂ = 25 л.

4.58. Найти изменение энтропии при изотермическом расширении массы m= 6г водорода от давления р₁ = 100 кПа до давления р₂ = 50 кПа.

4.59. Масса m = 10,5 г азота изотермически расширяется от объема V₁ = 2 л до объема V₂ = 5 л. Найти изменение энтропии при этом процессе.

Литература.

И.В. Савельев. Курс общей физики. §125 - §136. – М., Наука, 1973г.
М.А. Пак. Курс лекций по физике. Том 1. Классическая физика.

стр. 131-136. Алматы, 2000г.

В.С. Волкенштейн. Сборник задач по общему курсу физики. – М., Наука, 1986г.

4. Чертов А.Г., Воробьев Задачник по физике. – М., Высшая школа, 1981г.

Практическое занятие № 10

5. Явления переноса в газах. Реальные газы.

5.1. Основные формулы

Средняя длина свободного пробега молекул газа

- средняя арифметическая скорость, , - среднее число столкновений каждой молекулы с остальными в единицу времени, - эффективный диаметр молекулы, n - концентрация молекул.