Вариант 27

1. Температура комнаты была 10 ⁰С, а после того, как ее натопили, температура поднялась до 20 ⁰С. Объем комнаты 50 см³, давление в ней постоянно и равно 730 мм рт.ст. На сколько изменилась масса воздуха, находящегося в комнате? Считать, что _в = 29·10^-3 кг/моль.

2. В одном из сосудов, имеющем объем 4.10^-3 м³, находится газ под давлением 2·10⁵ Па. В другом, объемом 5·10^-3 м³, находится такой же газ под давлением 1·10⁵ Па. Определить какое давление будет иметь газ, если соединить оба сосуда. Считать температуру газа в процессе смешения неизменной.

3. Молярная внутренняя энергия некоторого двухатомного газа 6,02 Дж. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

4. Водород находится под давлением 20 мкПа и имеет температуру 300 К. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы такого газа.

5. В сосуде под поршнем находится 1 г азота. Какое количество теплоты надо затратить, чтобы нагреть азот на 10 К? На сколько при этом поднимается поршень? Масса поршня 1 кг, площадь его поперечного сечения 10 см². Давление под поршнем 100 кПа.

6. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 7,35.10⁴ Дж. Температура нагревателя 100 ⁰С, температура охладителя 0 ⁰С. Найти: а) КПД машины; б) количество тепла, получаемого машиной за один цикл от нагревателя; в) количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику.

Вариант 28

1. В баллоне объемом 15 л находится аргон под давлением 600 кПа и температура 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество аргона, давление в баллоне понизилось до 400 кПа, а температура установилась 260 К. Определить массу аргона, взятого из баллона.

2. Колба емкостью 100 см³ содержит газ при температуре 27 ⁰С. Вследствие утечки давление газа в колбе понизилось на 1 мм рт.ст. Сколько молекул вышло из колбы? Температура оставалась неизменной.

3. Вычислить энергию теплового движения 40 г кислорода при температуре 47 ⁰С. Какую часть этой энергии составляет энергия поступательного движения молекул?

4. В сферической колбе вместимостью 3 л, содержащей азот, создан вакуум с давлением 80 мкПа. Температура газа 250 К. Можно ли считать вакуум высоким?

5. При изотермическом расширении азота при температуре 280 К объем его увеличился в два раза. Определить: а) совершенную газом работу: б) изменение внутренней энергии; в) количество теплоты, полученное газом. Масса азота 0,2 кг.

6. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, передает тепло от холодильника с водой при температуре 0 ⁰С кипятильнику с водой при температуре 100 ⁰С. Какую массу воды нужно заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар массу 1 кг воды в кипятильнике?

Вариант 29

1. В баллоне емкостью 83 л находится сжатый воздух при температуре 17 ⁰С. Найти массу воздуха, выпущенного из баллона, если давление в нем понизилось на 202,6 кПа. Температуру считать постоянной.

2. В закрытом сосуде вместимостью 1 л содержится 12 кг кислорода. Найти давление кислорода при 15 ⁰С.

3. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы двухатомного газа, если суммарная кинетическая энергия молекул 1 кмоль этого газа равна 3,01 МДж.

4. Вакуум в рентгеновской трубке составляет 10^-6 мм рт.ст. при температуре 15 ⁰С. Во сколько раз длина свободного пробега электронов в этих условиях больше расстояния между катодом и анодом в трубке, равного 50 мм? Принять, что средняя длина свободного пробега электронов в газе в 5,7 раза больше, чем средняя длина свободного пробега молекул самого газа. Значение эффективного диаметра молекулы воздуха принять 3.10^-10 м.

5. Кислород массой 6 г при температуре 30 ⁰С расширяется при постоянном давлении, увеличивая свой объем в два раза вследствие притока теплоты извне. Найти работу расширения, изменение внутренней энергии газа и количество теплоты, сообщенное кислороду.

6. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту 84 кДж. Какую работу совершает газ, если температура нагревателя в три раза выше температуры холодильника?