Вариант 15

1. Чему равна энергия вращательного движения молекул, содержащихся в 1 кг азота при температуре 7°С ?

2. Какова была начальная температура воздуха, если при нагревании его на 3 К объем увеличился на 1% от первоначального?

3. Свинцовая пуля летит со скоростью 200 м/с и попадает в земляной вал. На сколько повысилась температура пули, если 78% кинетической энергии пули превратилось во внутреннюю? с_свинца = 130 Дж/кгК.

4. При изобарическом сжатии гелия над газом была совершена работа 20 кДж. В результате температура газа уменьшилась в три раза. Найдите начальный объем гелия, если его давление равно 10⁵ Па.

5. В закрытом сосуде объемом 10 л находится воздух под давлением 10⁵ Па. Какое количество тепла надо сообщить воздуху, чтобы повысить давление в сосуде в 5 раз?

6. Двухатомный газ, находящийся при давлении р₁ = 2 Мпа и температуре t₁ = 27°С, сжимается адиабатически в 2 раза. Найдите давление газа после сжатия.

7. Идеальный тепловой двигатель, получив от нагревателя при температуре 167°С 200 Дж теплоты, совершил работу 50 Дж. Чему равна температура холодильника?

8. Найдите изменение ΔS энтропии при плавлении 1 кг льда, взятого при температуре 0°С.

9. На какой высоте давление воздуха составляет 65% от давления на уровне моря? Считать, что температура воздуха равна 15°С и не меняется с высотой.

10. В сферической колбе объемом V = 1 л находится азот. При какой плотности азота средняя длина свободного пробега его молекул больше размеров сосуда?

Модуль 4. Основы молекулярной физики и термодинамики.

Вариант 16

1. Чему равна энергия теплового движения молекул двухатомного газа, заключенного в сосуд объемом 2 л и находящегося под давлением 150 кПа?

2. При уменьшении объема  газа в  2 раза давление увеличилось на 120 кПа, а абсолютная температура возросла на 10%. Каким было первоначальное давление?

3. На нагревание кирпича на 63°С затрачено такое же количество теплоты, как и на нагревание воды той же массы на 13,2°С. Определите удельную теплоемкость кирпича. с_воды = 4200 Дж/(кгК).

4. В вертикальном цилиндре поперечным сечением 50 см² под поршнем массой 50 кг находится воздух при температуре 300 К. Первоначально поршень расположен на высоте 50 см от основания цилиндра. Какую работу совершит газ, если его нагреть на 30 К? Атмосферное давление 100 кПа. Трения нет.

5. Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет А = 2 кДж. Определите количество подведенной к газу теплоты, если процесс протекал изобарно.

6. В сосуде под поршнем находится гремучий газ (i = 5), занимающий при нормальных условиях объем V₁ = 0,1 л. При быстром сжатии газ воспламеняется. Определите температуру воспламенения гремучего газа. если известно, что работа сжатия А = 46,35 Дж.

7. Температура нагревателя 150°С, а холодильника 20°С. Какую работу совершит идеальный тепловой двигатель, если рабочее тело получит от нагревателя 10⁵ Дж теплоты?

8. Найдите изменение ΔS энтропии при превращении массы m = 1 г воды (t = 0⁰С) в пар (t_п = 100⁰С).

9. Каково давление воздуха в шахте на глубине 3 км, если считать, что температура по всей высоте постоянная и равна 18°С, а ускорение свободного падения не зависит от высоты? Давление воздуха у поверхности Земли примите равным р₀.

10. Определите наиболее вероятную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 100 кПа составляет 0,85 кг/м³.

Модуль 4. Основы молекулярной физики и термодинамики.