Вариант 5
1. Найдите внутреннюю энергию U 20 г кислорода при температуре t = 10°C. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул и какая часть на долю вращательного движения ?
2. Найдите массу m воздуха, заполняющего аудиторию высотой h = 5 м и площадью пола S = 200 м2. Давление воздуха р = 100 кПа, температура помещения 17°С. Молярная масса воздуха = 0,029 кг/моль.
3. Молярная масса некоторого газа = 0,03 кг/моль, отношение сР/сV = 1,4. Найдите удельные теплоемкости сР и сV этого газа.
4. Азот массой m = 14 г сжимают изотермически при температуре Т = 300 К от давления р1 = 100 кПа до давления р2 = 500 кПа. Определите работу сжатия.
5. Азот нагревался при постоянном давлении причем ему было сooбщено количество теплоты Q = 21 кДж, Определите работу А, которую совершил при этом газ, и изменение U его внутренней энергии.
6. 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 изменение внутренней энергии газа.
7. Работа, совершенная газом за цикл в идеальной тепловой машине, в 4 раза меньше теплоты, отданной газом. Каково отношение абсолютной температуры нагревателя к абсолютной температуре холодильника?
8. При нагревании 1 кмоль двухатомного газа его термодинамическая температура увеличивается в 1,5 раза. Найдите изменение ΔS энтропии, если нагревание происходит изобарически.
9. Определите отношение давления воздуха на высоте 1 км к давлению на дне скважины глубиной 1 км. Воздух у поверхности Земли находится при нормальных условиях и его температура не зависит от высоты.
10. При каком давлении р средняя длина свободного пробега молекул азота равна 1 м, если температура газа равна 300 К?
Модуль 4. Основы молекулярной физики и термодинамики.
Вариант 6
1. Средняя квадратичная скорость некоторого газа при нормальных условиях равна 480 м/с. Сколько молекул содержит 1 г этого газа?
2. Масса m = 12 г газa занимает объем V = 4 л при температуре t1 = 7°С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равной = 0,6 кг/м3. До какой температуры нагрели газ?
3. В баллоне находятся аргон и азот. Определите удельную теплоемкость сV смеси этих газов, если массовые доли аргона (w1) и азота (w2) одинаковы и равны w = 0,5.
4. При изобарном нагревании ν = 2 моль некоторого идеального газа на ΔТ = 90 К ему было сообщено количество теплоты 5,25 кДж. Определите работу, совершенную газом.
5. Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж, и при этом внешние силы совершили над ним работу 100 Дж. Как изменилась внутренняя энергия газа?
6. Двухатомный идеальный газ занимает объем V1 = 1 л и находится под давлением р1 = 0,1 Мпа. После адиабатного расширения газ характеризуется объемом V2 и давлением р2. В результате последующего изохорного процесса газ охлаждается до первоначальной температуры, а его давление р3 = 0,2 МПа. Определите объем V2.
7. Температура нагревателя идеальной тепловой машины 127°С, а холодильника 27°С. Количество теплоты, получаемое от нагревателя за 1 с, равно 60 кДж. Вычислите количество теплоты, отдаваемое холодильнику за 10 с.
8. При нагревании 1 кмоль двухатомного газа его термодинамическая температура увеличивается в 1,5 раза. Найдите изменение ΔS энтропии, если нагревание происходит изохорически.
9. На какой высоте плотность воздуха в е раз меньше по сравнению с его плотностью на уровне моря? Температуру воздуха и ускорение свободного падения считайте не зависящими от высоты.
10. Баллон вместимостью V = 10 л содержит водород массой m = 1 г. Определите среднюю длину свободного пробега молекул.
Модуль 4. Основы молекулярной физики и термодинамики.