Контрольна робота №2

Варіант №1

1. Балон містить 80г кисню і 320г аргону. Тиск суміші 1^.10⁶ Па, температура 300 К. Вважаючи дані гази за ідеальні, визначити об’єм балону.

2. Знайти середню кінетичну енергію обертального руху одної молекули кисню при температурі 350 К, а також кінетичну енергію обертального руху всіх молекул кисню масою 4 г.

3. Кисень масою 0,2 кг займає об’єм 100 л і знаходиться під тиском 2^.10⁵ Па. При нагріванні газ розширився при постійному тиску до об’єму 300 л, а потім його тиск зріс до 5^.10⁵ Па при незмінному об’ємі. Знайти зміну внутрішньої енергії газу, здійснену газом роботу і теплоту, передану газу. Побудувати графік процесу в P - V - координатах.

4. Газ здійснює цикл Карно. Температура тепловіддатчика в три рази вища температури теплоприймача. Тепловіддатчик передав газу 41,9^.10³ Дж теплоти. Яку роботу здійснив газ?

5. Знайти зміну ентропії при перетворенні 10 г льоду при -20°С в пару при 100°С.

Варіант №2

1. Густина газу при тискові 96^.10³ Па і температурі 273 К дорівнює 1,35 кг/м³. Знайти молярну масу газу.

2. Обчислити питомі масові та питомі мольні теплоємності неону при постійному об’ємі і при постійному тискові .

3. У скільки разів збільшується об’єм водню, який містить кількість речовини 0,4 моля, при ізотермічному розширенні, якщо при цьому газ отримує кількість теплоти 800 Дж? Температура водню 300 К.

4. Ідеальна теплова машина працює по циклу Карно. Температура тепловіддатчика 500 К, температура теплоприймача 250 К. Визначити термічний к.к.д. циклу, а також роботу робочої речовини при ізотермічному розширенні, якщо при ізотермічному стискові здійснена робота 70 Дж.

5. Знайти зміну ентропії при переході 8 г кисню від об’єму 10л при температурі 80°С до об’єму 40 л при температурі 300°С.

Варіант №3

1. При температурі 300 К і тиску 8^.10⁵ Па густина деякого газу 12,2 кг/м³. Визначити молекулярну масу газу.

2. Знайти повну кінетичну енергію, а також кінетичну енергію обертального руху однієї молекули води при температурі 300 К.

3. Кисень масою 0,2 кг займає об’єм 100 л і знаходиться під тиском 2^.10⁵ Па. При нагріванні газ розширився при постійному тиску до об’єму 300 л, а потім його тиск зріс до 5^.10⁵ Па при незмінному об’ємі. Знайти зміну внутрішньої енергії газу, здійснювану ним роботу і теплоту, передану газу. Побудувати графік процесу в P - V - координатах.

4. Газ, здійснюючи цикл Карно, віддав теплоприймачу 67% теплоти, одержаної від нагрівника. Визначити температуру теплоприймача, якщо температура нагрівника 430 К.

5. Знайти приріст ентропії при перетворенні 1 г води при 0°С в пару при 100°С.

Варіант №4

1. Який об’єм займає суміш азоту масою 1 кг і гелію масою 1 кг, при нормальних умовах?

2. Газова суміш містить 3 кг азоту і 1 кг водяної пари. Вважаючи ці гази за ідеальні ,визначити питомі масові теплоємності C_v і C_p газової суміші.

3. При адіабатичному стиску тиск повітря було збільшено від 50^.10³ Па до 0,5^.10⁶ Па. Потім при незмінному об’ємі температура повітря була знижена до початкової. Визначити тиск газу в кінці процесу.

4. Газ що є робочим тілом в циклі Карно, одержав від нагрівника теплоту 4,38^.10³ Дж і здійснив роботу 2,4^.10³ Дж. Визначити температуру тепловіддатчика, якщо температура теплоприймача 273 К.

5. Знайти зміну ентропії при переході 6 г водню від об’єму 20 л під тиском 1,5^.10⁵ Па до об’єму 60 л під тиском 1^.10⁵ Н/м².

Варіант №5

1. В балоні об’ємом 15 л знаходиться суміш 10 г водню, 54 г водяної пари і 60 г окису вуглецю. Температура суміші 300 К. Визначити тиск суміші.

2. Визначити питомі масові та питомі молярні теплоємності водяної пари при постійному об’мі та постійному тиску.

3. В бензиновому автомобільному двигуні тиск горючої суміші збільшується в 6,2 рази. Суміш всмоктується в циліндр при температурі 288 К. Знайти температуру горючої суміші в кінці такту стиску. Горючу суміш вважати як двохатомний ідеальний газ. Процес вважати адіабатичним.

4. Газ, здійснюючи цикл Карно, віддав теплоприймачу теплоту 14^.10³ Дж. Визначити температуру тепловіддатчика, якщо при температурі теплоприймача 280 К робота циклу 6^.10³ Дж.

5. Знайти зміну ентропії при плавленні 1 кг льоду, який знаходиться при 0°С.

Варіант №6

1. Визначити концентрацію молекул кисню в об’ємі 2 л, якщо його кількість дорівнює 0,2 моля.

2. Молекула газу складається із двох атомів. Різниця питомих масових теплоємностей газу при постійному тиску і постійному об’ємі дорівнює 260 Дж/(кг^.К). Знайти молярну масу газу і його питомі масові та питомі молярні теплоємності.

3. В циліндрі під поршнем знаходиться азот масою 0,6 кг і займає об’єм 1,2 м³ при температурі 560 К. В результаті нагрівання газ розширився і зайняв об’єм 4,2 м³, причому температура залишилась незмінною. Знайти зміну внутрішньої енергії газу, здійснювану ним роботу і телоту, надану газу.

4. Визначити роботу ізотермічного стиску газу, що здійснює цикл Карно, к.к.д. якого 0,4,якщо робота ізотермічного розширення дорівнює 8 Дж.

5. 6,6 г водню розширюється ізобарично до подвоєння об’єму. Знайти зміну ентропії при цьому розширенні.

Варіант №7

1. Балон місткістю 20 л заповнений азотом при температурі 400 К. Коли частину газу використали, тиск в балоні зменшився на 2^.10⁵ Па. Визначити масу використаного газу. Процес вважати ізотермічним.

2. Кількість речовини гелію 1,5 моля, температура 120 К. Визначити сумарну кінетичну енергію поступального руху всіх молекул цього газу.

3. Кисень при незмінному тискові 80^.10³ Па нагрівається. Його об’єм збільшується від 1 до 3м³. Визначити зміну внутрішньої енергії кисню, роботу, здійснювану ним при розширенні, а також теплоту, надану газу.

4. Ідеальний газ здійснює цикл Карно. Температура нагрівника в чотири рази більша від температури теплоприймача. Яку частину кількості теплоти, одержану за один цикл від тепловіддатчика, газ віддасть теплоприймачу?

5. Знайти зміну ентропії при ізотермічному розширенні 6 г водню від 10⁵ до 0,5^.10⁵ Н/м².

Варіант №8

1. Дві посудини однакового об’єму містять кисень. В одній посудині тиск 2^.10⁶ Па і температура 800 К, в другій тиск 2,5^.10⁶ Па і температура 200 К . Посудини сполучили трубкою і охолодили до температури 200 К. Визначити тиск який встановиться в посудинах.

2. При якій температурі середня кінетична енергія поступального руху молекул газу дорівнює 4,14^.10^-21 Дж?

3. Водень займає об’єм 10 м³ при тискові 0,1^.10⁶ Па. Його нагріли при постійному об’ємі до тиску 0,3^.10⁶ Па. Визначити зміну внутрішньої енергії газу, роботу, здійснювану ним, і теплоту, надану газу.

4. Ідеальний газ здійснює цикл Карно при температурах нагрівника 400 К і холодильника 290 К. У скільки разів збільшується коефіцієнт корисної дії циклу, якщо температура нагрівника зросте до 600 К ?

5. 10,5 г азоту ізотермічно розширюється від об’єму V₁ = 2 л до об’єму V₂ = 5 л. Знайти приріст ентропії при цьому процесі.

Варіант №9

1. Знайти густину азоту при температурі 400 К і тиску 2^.10⁶ Па.

2. Водень знаходиться при температурі 300 К. Знайти середню кінетичну енергію обертального руху однієї молекули, а також сумарну кінетичну енергію всіх молекул цього газу. Кількість водню 0,5 моля.

3. В циліндрі під поршнем знаходиться водень масою 0,02 кг при температурі 300 К. Водень спочатку розширився адіабатично, збільшуючи свій об’єм в 5 разів, а потім був стиснутий ізотермічно, причому об’єм газу зменшився в 5 разів. Знайти температуру в кінці адіабатичного розширення і роботу, здійснювану газом при цих процесах. Зобразити процес графічно в P - V - координатах.

4. У скільки разів збільшиться коефіцієнт корисної дії циклу Карно при підвищенні температури нагрівника від 380 К до 560 К? Температура теплоприймача 280 К.

5. Знайти зміну ентропії при ізобаричному розширенні 8 г гелію від об’єму V₁ = 10 л до об’єму V₂ = 25л.

Варіант №10

1. Визначити густину водяної пари, яка знаходиться під тиском 2,5^.10³Па і температурою 250 К.

2. Визначити середню кінетичну енергію поступального руху і обертального руху молекули азоту при температурі 1000 К. Визначити також повну кінетичну енергію молекули при тих же умовах.

3. Кисень масою 2 кг займає об’єм 1 м³ і знаходиться під тиском 0,2^.10⁶ Па. Газ був нагрітий спочатку при постійному тиску до об’єму 3 м³, а потім при постійному об’ємі до тиску 0,5^.10⁶ Па. Знайти зміну внутрішньої енергії газу, здійснену ним роботу і теплоту, передану газу. Побудувати графік процесу в P - V - координатах.

4. Ідеальна теплова машина, що працює за циклом Карно, здійснює за один цикл роботу 7,35^.10⁴ Дж. Температура нагрівача 100°С. Температура холодильника 0°С.Знайти :1) к.к.д. машини; 2) Кількість теплоти, одержану машиною за один цикл від нагрівника; 3) кількість теплоти, віддану за один цикл холодильнику.

5. 10г кисню нагрівається від t₁ = 50°С до t₂ = 150°С. Знайти зміну ентропії, якщо нагрівання проходить : 1) ізохорично ; 2) ізобарично.