Тема №8611 Ответы к задачам по физике термодинамика 30 вариантов (Часть 2)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике термодинамика 30 вариантов (Часть 2) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике термодинамика 30 вариантов (Часть 2), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Вариант 16
1. Найдите массу воздуха, заполняющего аудиторию высотой 5 м и площадью пола
200 м2. Давление воздуха 100 кПа, температура помещения 290 К. Молярная масса
воздуха 0,029 кг/моль. (1200 кг)
2. Плотность смеси гелия и азота при нормальных условиях 0,60 г/л. Найдите
концентрацию атомов гелия в данной смеси. (1,6·1024 м -3)
3. Найдите число молекул кислорода, содержащихся в сосуде объемом 10 л, если
средняя квадратичная скорость движения молекул 500 м/с, а давление в сосуде 100
кПа. (2,25·1023)
4. Найдите суммарную кинетическую энергию теплового движения всех молекул
кислорода, занимающих объем 5 л при давлении 21 атм. Колебания не учитывать.
 (26,25 Дж)
5. Считая, что температура и молярная масса воздуха, а также ускорение
свободного падения не зависят от высоты, найдите разность высот, на которых
объемная концентрация молекул воздуха при температуре 0°С отличаются в 2,72
раза. (7,8 км)
6. В баллоне находятся аргон и азот. Определить удельную теплоемкость смеси
этих газов при постоянном объеме, если массовые доли аргона и азота одинаковы и
равны 0,5. (526 Дж/(кг·К))
7. Идеальному одноатомному газу, находящемуся в сосуде объемом 10 л,
сообщили количество теплоты 5 кДж. На сколько повысилось давление газа?
 (3,3 МПа)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество
теплоты 5,5 кДж и совершил работу 1,1 кДж. Определить: 1) термический к.п.д.
цикла; 2) отношение температур нагревателя и холодильника. (0,2; 1,25)
9. Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях
равна 180 нм. Найдите коэффициент диффузии гелия. (7,2·10-5 м2/с)
10. Смешали воду массой 5 кг при температуре 280 К, с водой массой 8 кг при
температуре 350 К. Найдите изменение энтропии, наблюдающееся при смешивании
воды. (303 Дж/К)
11. Найдите температуру и плотность углекислого газа в критическом состоянии,
считая газ ван-дер-ваальсовским. Постоянные Ван-дер-Ваальса для этого газа равны
0,367 Па⋅м6/моль2 и 4,3⋅10-5 м3/моль. (304 К; 342 кг/м3)
12. Найдите приращение свободной энергии поверхностного слоя при
изотермическом слиянии двух одинаковых капель ртути диаметром 1,5 мм.
Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,49 Н/м. (0,89 мкДж) 

Вариант 17
1. Всплывающий пузырек воздуха имеет у поверхности объем 3000 мм3. Чему был равен объем этого пузырька на глубине 30 м, где температура воды равна 15°С?
Температура воды на поверхности составляет 22°С. Поверхностное натяжение и
добавочное давление не учитывать. (743 мм3)
2. В баллоне объемом 7,5 л при температуре 300 К находится смесь идеальных
газов: 0,1 моля кислорода, 0,2 моля азота и 0,3 моля углекислого газа. Найдите: а)
давление смеси; б) среднюю молярную массу газа для данной смеси.
 (0,2 МПа; 36,7 г/моль)
3. Колба вместимостью 4 л содержит некоторый газ массой 0,64 г под давлением
120 кПа. Определите среднюю квадратичную скорость молекул газа. (1,5 км)
4. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения и
среднее значение полной кинетической энергии (без учета колебаний) молекулы
водяного пара при температуре 600 К. (2,48·10-20 Дж; 1,24·10-20 Дж)
5. На какой высоте над поверхностью земли атмосферное давление в 2 раза
меньше, чем на поверхности? Температура равна 17°С и не зависит от высоты,
средняя молярная масса воздуха всюду равна 29 кг/кмоль. (4,37 км)
6. Смесь газов состоит из хлора и криптона, взятых при одинаковых условиях и в
равных объемах. Определить удельную теплоемкость смеси при постоянном
давлении. (322 Дж/(кг·К))
7. Один моль идеального газа расширяется изотермически при температуре 100 К
до объема вдвое большего, чем первоначальный. Определите работу при расширении,
изменение внутренней энергии газа и количество поглощенной теплоты.
 (576 Дж; 0; 576 Дж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в 4 раза больше
температуры холодильника. Какую часть количества тепла, получаемого за один цикл
от нагревателя, газ отдает холодильнику? (0,25)
9. Найдите коэффициент теплопроводности гелия при нормальных условиях.
Эффективный диаметр молекулы гелия 0,20 нм. (38,6·10-3 Вт/(м·К))
10. Водород массой 100 г был изобарически нагрет так, что его объем увеличился в
n раз, затем он был изохорически охлажден так, что его давление уменьшилось в n
раз. Найти изменение энтропии для n = 3. (456 Дж/К)
11. Вычислите постоянные Ван-дер-Ваальса для углекислого газа, если его
критическая температура 304 К и критическое давление 73 атм.
(0,361 Н·м4/моль2; 4,28·10-5 м3/моль)
12. Найдите разность уровней воды в двух сообщающихся вертикальных
капиллярах, диаметры которых равны 1 мм и 0,2 мм. Смачивание считать полным.
Коэффициент поверхностного натяжения воды равен 73 мН/м. (7,9 см)

Вариант 18
1. В баллоне вместимостью 25 л находится водород при температуре 290 К. После
того, как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 0,4 МПа.
Определите массу израсходованного водорода. Температура постоянна. (8,3 г)
2. В сосуде вместимостью 0,01 м3 содержится смесь азота массой 7 г и водорода
массой 1 г при температуре 280 К. Определите давление смеси газов. (175 кПа)
3. При какой температуре средняя квадратичная скорость атомов гелия станет
равной первой космической скорости 7,9 км/с? (10 кК)
4. Найдите полную кинетическую энергию 1024 молекул кислорода и давление,
которое они оказывают на стенки сосуда, если они занимают объем 10 л при
температуре 400 К. (10,4 кДж; 414 кПа)
5. На какой высоте над поверхностью земли концентрация молекул воздуха в 2
раза меньше, чем на поверхности? Температура равна 7°С и не зависит от высоты,
средняя молярная масса воздуха всюду равна 29 кг/кмоль. (5,67 км)
6. Смесь газов состоит из кислорода и аргона, взятых в равных количествах.
Определить показатель адиабаты для данной смеси газов. (1,5)
7. При изотермическом расширении 10 г азота, находящегося при 290 К, была
совершена работа, равная 860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при
расширении? (2,72)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Работа газа при изотермическом
расширении равна 5 Дж. Найдите работу газа при изотермическом сжатии, если к.п.д.
цикла равен 20%. (4 Дж)
9. Определите среднюю длину свободного пробега молекул водорода при
температуре 27°С и нормальном давлении, если при температуре 0°С коэффициент
вязкости водорода равен 8,5⋅10-5 Па·с. Давление не меняется. (1,87 мкм)
10. Определите, на сколько увеличивается энтропия системы при смешивании 3 кг
воды при температуре 293 К и 200 г льда при температуре 268 К. Удельная теплота
плавления льда 334 кДж/кг, удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг·К). (35 Дж/К)
11. Критическая температура аргона равна 151 К и критическое давление 4,86 МПа.
Считая газ ван-дер-ваальсовским, найдите критический молярный объем аргона.
 (96,8 см3
/моль)
12. Найдите давление в пузырьке воздуха диаметром 4 мкм, который находится в
воде на глубине 5 м. Атмосферное давление нормальное, коэффициент
поверхностного натяжения воды равен 73 мН/м. (222 кПа) 

Вариант 19
1. Определить массу воздуха в комнате, если площадь пола 20 м2, а высота потолка
3 м. Воздух находится при нормальных условиях. (77,6 кг)
2. Газ при давлении 0,81 МПа и температуре 285 К занимает объем 855 л. Каким
будет давление этой же массы газа при температуре 43о
С в объеме 800 л? (0,972 МПа)
3. Найти среднюю квадратичную скорость молекулы газа, имеющего плотность 1,8
кг/м3 при давлении 1,5 атм. (500 м/с)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация
молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите кинетическую энергию поступательного
движения одной молекулы газа. (7·10-21 Дж)
5. Определите, во сколько раз уменьшится концентрация частиц пыли в воздухе на
высоте 30 м (10 этаж) по сравнению с концентрацией у поверхности земли, если
масса частицы 10-22 кг. Температура равна 300 К. Силой Архимеда пренебречь. (1214)
6. Молярная теплоемкость газа в некотором процессе постоянна и равна (17/6)R , а
отношение теплоемкостей сР /сV =1,4 . Как зависит давление газа от его
температуры в этом процессе? (РТ-2/3= const)
7. Для нагревания некоторого количества газа на 50°C при постоянном давлении
необходимо затратить 160 кал. Если это же количество газа охладить на 100°C при
постоянном объеме, то выделяется 240 кал. Какое число степеней свободы имеют
молекулы этого газа? (6)
8. В результате кругового процесса газ совершил работу 1 кДж и передал
холодильнику 4,2 кДж. Определить термический к.п.д. цикла. (0,193)
9. Вычислить коэффициент диффузии азота при давлении 100 Па и температуре
300 К. (0,061 м2/с)
10. В некоторой температурной области энтропия термодинамической системы
изменяется с температурой по закону S =a + bT , где а – константа, b = 5 Дж/К2. Какое
количество теплоты получает система при обратимом нагревании в этой области от
290 К до 310 К? (30 кДж)
11. Вычислите постоянные в уравнении Ван-дер-Ваальса для азота, если известны
критические температура 126 К и давление 3,39 МПа.
 (а = 0,136 Н⋅м4/моль2; b = 3,86⋅10-5 м3/моль)
12. Насколько поднимется эфир в капиллярной трубке с диаметром канала 0,66 мм,
если краевой угол на границе соприкосновения стекла, эфира и воздуха равен 20о?
Коэффициент поверхностного натяжения эфира 0,017 Н/м. (1,4 см)


Вариант 20
1. Золото можно расплющить до толщины 0,1 мкм. Какую поверхность можно
покрыть листком золота массой 2 г? (1,04 м2)
2. Газ при давлении 6 атм и температуре 20 оС занимает объем 586 л. Найти объем,
который будет занимать та же масса газа при температуре 248 К и давлении 0,4 МПа.
 (729 л)
3. Вычислите наиболее вероятную скорость молекул кислорода при температуре
20оС. (390 м/с)
4. Средняя квадратичная скорость молекул ацетилена, находящегося в закрытом
баллоне, равна 500 м/с. Плотность газа 18 кг/м3
. Вычислите энергию поступательного
движения одной молекулы. (5,4·10-21 Дж)
5. Изменение атмосферного давления на заданной высоте можно найти по
барометрической формуле. Определить давление на высоте 10 км, считая что на
уровне земли давление составляет 1 атм. Изменение температуры с высотой не
учитывать. (25,4 кПа)
6. Идеальный газ сжимается под поршнем так, что уходящая в окружающую среду
теплота равна приращению внутренней энергии газа. Отношение теплоемкости при
постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме равно 3. Запишите
уравнение состояния для данного процесса. (ТV= const)
7. Азот находится при температуре 27°C и давлении 3 атм в сосуде объемом 3 л. В
результате нагревания давление газа повысилось до 25 атм. Определить температуру
азота после нагревания. (2500 К)
 8. Совершая замкнутый процесс, газ получил от нагревателя количество теплоты 4
кДж. Определить работу газа при протекании цикла, если его термический к.п.д. 0,1.
 (400 Дж)
9. При нормальных условиях динамическая вязкость воздуха равна 17,2 мкПа·с.
Найти для тех же условий теплопроводность воздуха. (23,4 мВт/(м·К))
10. В результате изохорного нагревания водорода массой 1 г давление увеличилось
в 2 раза. Определить изменение энтропии газа. (7,2 Дж/К)
 11. В сосуде вместимостью 10 л находится азот массой 0,25 кг. Определить
внутреннее давление газа. Постоянные в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса а =
0,136 Н⋅м4/моль2; b = 3,86⋅10-5 м3/моль. (108 кПа)
12. Насколько опустится ртуть в капиллярной трубке с диаметром канала 0,66 мм,
если краевой угол на границе соприкосновения стекла, ртути и воздуха равен 155о? Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,47 Н/м. (1,9 см) 

Вариант 21
1. Определите число молекул углекислого газа, содержащихся в 1 кг. (1,37·1025)
2. Объем газа при давлении 0,72 МПа и температуре 288 К равен 0,6 м3. При какой
температуре та же масса газа займет объем 1,6 м3, если давление станет 225 кПа?
 (240 К)
3. Вычислите среднюю арифметическую скорость молекул кислорода при
температуре 20оС. (440 м/с)
4. Средняя квадратичная скорость молекул ацетилена, находящегося в закрытом
баллоне, равна 500 м/с. Плотность газа 18 кг/м3
. Вычислите внутреннюю энергию
газа, считая его одноатомным, если его масса 7,2 кг. (9·105 Дж)
5. Полагая температуру воздуха и ускорение свободного падения не зависящим от
высоты, определить, на какой высоте над уровнем моря плотность воздуха меньше
своего значения на уровне моря в 2 раза. (5,5 км)
6. Определите показатель адиабаты для смеси газов, содержащей 10 г гелия и 4 г
водорода. (1,51)
7. Азот находится при температуре 27°C и давлении 3 атм в сосуде объемом 3 л. В
результате нагревания давление газа повысилось до 25 атм. Определить количество
сообщенного азоту тепла. (16,3 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура холодильника составляет
290 К. Во сколько раз увеличится к.п.д. цикла, если температура нагревателя
повысится от 400 К до 600 К? (1,88)
9. Вычислить теплопроводность гелия при нормальных условиях. (38,6 мВт/(м·К))
10. Найти изменение энтропии при изобарном расширении азота массой 4 г от
объема 5 л до объема 9 л. (2,43 Дж/К)
 11. В сосуде вместимостью 10 л находится азот массой 0,25 кг. Определить
собственный объем молекул газа. Постоянные в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса а = 0,136 Н⋅м4/моль2; b = 3,86⋅10-5 м3/моль. (86,2 см3)
12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки
соответственно равны 1 и 0,2 мм. Найти разность уровней налитой в трубку воды.
Коэффициент поверхностного натяжения воды 0,072 Н/м. (12 см)


Вариант 22
1. Определите число молекул полностью диссоциированного азота, содержащихся
в 1 г. (4,3·1022)
2. Газ при давлении 32 кПа и температуре 290 К занимает объем 87 л. Найти объем
газа при нормальных условиях. (26,2 л)
3. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода при
температуре 20о
С. (478 м/с)
4. Средняя квадратичная скорость молекул ацетилена, находящегося в закрытом
баллоне, равна 500 м/с. Плотность газа 18 кг/м3
. Вычислите давление газа, считая его
одноатомным, если его масса 7,2 кг. (1,5·106 Па)
5. Считая атмосферу изотермической, а ускорение свободного падения не
зависящим от высоты, вычислить давление на высоте 5 км. Расчет произвести для
температуры 293 К и давления 100 кПа. (56 кПа)
6. Разность удельных теплоемкостей ( p v c − c ) некоторого двухатомного газа равна
260 Дж/(кг⋅К). Найти его удельную теплоемкость cР . (910 Дж/(кг·К))
7. Азот массой 14 г сжимают изотермически при температуре 300 K от давления
100 кПа до 500 кПа. Определить количество выделившейся теплоты. (2 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура холодильника в три раза
меньше температуры нагревателя, который передает газу 42 кДж теплоты. Какую
работу совершил газ? (28 кДж)
9. Коэффициент диффузии кислорода при 273 К равна 0,19 см2
/с. Определить
среднюю длину свободного пробега молекул кислорода. (135 нм)
10. Кусок льда массой 0,2 кг, взятый при температуре -10оС, был нагрет до
температуры 0оС и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до
температуры 10оС. Определить общее изменение энтропии в ходе указанных
процессов. (291 Дж/К)
11. В сосуде вместимостью 0,3 л находится углекислый газ, содержащий
количество вещества 1 моль при температуре 300 К. Определите давление газа,
считая его реальным газом. Постоянные Ван-дер-Ваальса для углекислого газа равны
а = 0,361 Н⋅м4/моль2; b = 4,28⋅10-5 м3/моль. (5,67 МПа)
 12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки
соответственно равны 1 и 0,2 мм. Чему равно значение коэффициента поверхностного
натяжения насыщенного раствора медного купороса, если разность уровней для него
в данной трубке равно 10,5 см. (74 мН/м) 

Вариант 23
1. Сколько частиц находится в 2 г наполовину диссоциированного кислорода?
 (2,82·1022)
2. Электрическую лампу при ее изготовлении заполняют азотом при давлении
50,65 кПа при температуре 288 К. Какова температура во включенной горящей лампе,
если давление в ней повысилось до 0,11 МПа? (633 К)
3. При какой температуре воздуха средние скорости молекул азота и кислорода
отличаются на 30 м/с? (288 К)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация
молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите кинетическую энергию вращательного
движения одной молекулы газа. (4,7·10-21 Дж)
5. Считая атмосферу изотермической, а ускорение свободного падения не
зависящим от высоты, вычислить давление в шахте на глубине 2 км. Расчет
произвести для температуры 293 К и давления 100 кПа. (126 кПа)
6. Смесь газов состоит из аргона и азота, взятых при одинаковых условиях и в
одинаковых объемах. Определите показатель адиабаты данной смеси. (1,5)
7. При адиабатическом расширении 2 молей кислорода, находящегося при
нормальных условиях, объем увеличился в 3 раза. Определить работу расширения
газа. (4034 Дж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. 2/3 количества теплоты, полученного от
нагревателя, газ отдает охладителю. Определить к.п.д. цикла. (0,33)
9. Вычислить коэффициент диффузии азота при нормальных условиях.
 (90·10-5 м2/с)
10. Найти приращение энтропии 132 г углекислого газа в процессе, в результате
которого его динамическая вязкость уменьшилась в 2 раза, а число ударов молекул в
расчете на 1 см2 стенки сосуда за 1 с уменьшилось в 4 раза. (86,5 Дж/К)
11. В сосуде вместимостью 8 л находится кислород массой 300 г при температуре
300 К. Определите отношение внутреннего давления к давлению газа, считая его
реальным газом. Постоянные Ван-дер-Ваальса для кислорода: а = 0,136 Н⋅м4
/моль2; b= 3,17⋅10-5 м3/моль. (0,066)
12. При измерении поверхностного натяжения спирта использовалась капиллярная
трубка с диаметром канала 0,15 мм. Спирт поднялся в ней при температуре 293 К на
высоту 7,6 см. Чему равен коэффициент поверхностного натяжения спирта по
результатам опыта? (22 мН/м)


Вариант 24
1. Вычислить среднее расстояние между молекулами идеального газа при
нормальных условиях. (3,3·10- 9)
2. Манометр на баллоне с кислородом показывает давление 2,3 атм в помещении с
температурой 24оС. Когда баллон вынесли на улицу, где температура была –12о
С,манометр показал 1,9 атм. Определите, не было ли утечки газа за время между двумя
измерениями давления? (Нет)
3. Найдите температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота
больше средней скорости на 50 м/с. (454 К)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация
молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите полную кинетическую энергию одной
молекулы газа. (11,7·10-21 Дж)
5. Полагая температуру воздуха и ускорение свободного падения не зависящим от
высоты, определить, на какой высоте над уровнем моря плотность воздуха меньше
своего значения на уровне моря в 2,72 раза. (8 км)
6. Определите удельную теплоемкость частично диссоциированного водорода при
постоянном объеме. Степень диссоциации газообразного водорода составляет 0,6.
 (13,3 кДж/(кг·К))
7. Кислород массой 16 г, находящийся при температуре 370 К, подвергли
адиабатическому расширению, в результате которого его давление уменьшилось в 4
раза. В результате последующего изотермического процесса газ сжимается до
первоначального давления. Определить количество теплоты, отданное газом.
 (3186 Дж)
8. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе
адиабатического расширения объем газа увеличивается в 27 раз. Определить
термический к.п.д. цикла. (0,67)
9. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота при условии, что его
динамическая вязкость 17 мкПа·с. (90 пм)
10. Найти приращение энтропии 64 г газообразного кислорода в процессе, в
результате которого его теплопроводность возросла в 2 раза, а коэффициент
диффузии остался неизменным. (46 Дж/К)
11. 1 моль углекислого газа находится в критическом состоянии. При изобарном
нагревании газа его объем увеличился в 2 раза. Определить, на сколько изменилась
температура, если критическая температура составляет 304 К. (28 К)
12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки
соответственно равны 1 и 0,2 мм. Найти разность уровней налитого в трубку
керосина. Коэффициент поверхностного натяжения керосина 0,024 Н/м. (4,9 см) 

Вариант 25
1. Определите массу одной молекулы углекислого газа. (7,3·10-26 кг)
2. Газ при температуре 300 К занимает объем 250 см3. Какой объем займет та же масса газа, если температура повысится до 324 К? Давление считать постоянным.
 (270 см3)
3. При какой температуре воздуха средние квадратичные скорости молекул азота и
кислорода отличаются на 30 м/с? (244 К)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация
молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите суммарную энергию всех молекул газа.
 (300 Дж)
5. Изменение атмосферного давления на заданной высоте можно найти по
барометрической формуле. Определить давление на высоте 22 км, считая что на
уровне земли давление составляет 1 атм. Изменение температуры с высотой не
учитывать. (4,8 кПа)
6. Определите удельную теплоемкость частично диссоциированного водорода при
постоянном давлении. Степень диссоциации газообразного водорода составляет 0,6.
 (20,9 кДж/(кг·К))
7. Какая доля ω1 количества теплоты Q , подводимого к идеальному трехатомному
газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение внутренней энергии газа и
какая доля ω2 - на работу расширения? (0,75; 0,25)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. 2/3 количества теплоты, полученного от
нагревателя, газ отдает охладителю, температура которого 280 К. Определить
температуру нагревателя. (420 К)
9. Найти динамическую вязкость гелия при нормальных условиях, если
коэффициент диффузии при тех же условиях равен 1,06·10-4 м2
/с. (19 мкПа·с)
10. Кислород массой 2 кг увеличил свой объем в 5 раз один раз изотермически,
другой – адиабатно. Найти изменение энтропии в каждом из указанных процессов.
 (836 Дж/К; 0)
11. В цилиндре под поршнем находится хлор массой 20 г. Определите изменение
внутренней энергии газа, считая его реальным, при изотермическом расширении его
от 200 см3 до 500 см3. Постоянные Ван-дер-Ваальса для хлора: а = 0,65 Н⋅м4
/моль2; b= 5,62⋅10-5 м3/моль. (154 Дж)
12. Диаметр канала капиллярной трубки 0,2 мм. Вычислить, на сколько поднимется
в трубке керосин. По полученным данным оценить потенциальную энергию
поднятого столба жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения керосина 0,024
Н/м, плотность керосина 800 кг/м3. (6 см; 460 нДж)

Вариант 26
1. Сравните массы молекул углекислого газа и кислорода. (1,375)
2. В вентиляционную трубу жилого дома поступает наружный воздух при
температуре -26о
С. Какой объем займет каждый кубический метр наружного воздуха,
когда он поступит в комнату и нагреется до 23оС? (1,2 м3)
3. При какой температуре воздуха наиболее вероятные скорости молекул азота и
кислорода отличаются на 30 м/с? (367 К)
4. Определите среднюю кинетическую энергию вращательного движения
молекулы водяного пара при температуре 600 К. (0,82·10-20 Дж)
5. Считая атмосферу изотермической, а ускорение свободного падения не
зависящим от высоты, вычислить давление на высоте 10 км. Расчет произвести для
температуры 293 К и давления 100 кПа. (31 кПа)
6. Определите показатель адиабаты частично диссоциированного газообразного
азота, степень диссоциации которого составляет 0,4. (1,42)
7. 1 кмоль азота, находящегося при нормальных условиях, расширяется
адиабатически, увеличиваясь в объеме в 5 раз. Найти изменение внутренней энергии
газа и определить работу, совершенную газом при расширении. (2,69 МДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа
равна 5 Дж. Определите работу изотермического сжатия, если термический к.п.д.
цикла равен 0,2. (4 Дж)
9. Найти среднее число столкновений, испытываемых в течение 1 с молекулой
кислорода при нормальных условиях. (3,7·109 с-1)
10. В некоторой температурной области энтропия термодинамической системы
изменяется с температурой по закону S =a + bT , где а – константа, b = 10 Дж/К2.
Какое количество теплоты получает система при обратимом нагревании в этой
области от 290 К до 310 К? (60 кДж)
11. В сосуде вместимостью 8 л находится кислород массой 300 г при температуре
300 К. Определите какую часть вместимости сосуда составляет собственный объем
молекул газа. Постоянные Ван-дер-Ваальса для кислорода: а = 0,136 Н⋅м4
/моль2; b =3,17⋅10-5 м3/моль. (0,91%)
12. Каким диаметром должен обладать мыльный пузырь, чтобы добавочное
давление на его поверхности было равно 200 Па? Коэффициент поверхностного
натяжения мыльного раствора равен 40 мН/м. (1,6 мм) 

Вариант 27
1. Сколько молекул находится в 1 см3 воды? (3,33·1022 см-3)
2. Газ занимал объем 12,32 л. Его охладили при постоянном давлении на 45о
С и
объем его стал равен 10,52 л. Какова была первоначальная температура газа? (308 К)
3. Найдите температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота
больше средней скорости на 30 м/с. (163 К)
4. Определите полную кинетическую энергию молекулы водяного пара при
температуре 600 К. (2,48·10-20 Дж)
5. Вблизи поверхности земли отношение объемных концентраций кислорода и
азота в воздухе равно 0,268. Считая температуру атмосферы не зависящей от высоты
и равной 273 К, определите аналогичное отношение на высоте 10 км. (0,226)
6. Разность удельных теплоемкостей ( p v c − c ) некоторого двухатомного газа равна
260 Дж/(кг⋅К). Найти его удельную теплоемкость cV . (650 Дж/(кг·К))
7. В цилиндре при температуре 20о
С находится 2 кг воздуха при давлении 980 кПа.
Определите работу воздуха при его изобарном нагревании на 100о
С. (57 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа
равна 100 Дж. Определите работу изотермического сжатия, если термический к.п.д.
цикла равен 0,404. (59,6 Дж)
9. Определить плотность разреженного водорода, если средняя длина свободного
пробега молекул равна 1 см. (954 мкг/м3)
10. Водород в количестве 6 моль находится под давлением 1 МПа и температуре
300 К. При изохорном нагревании давлении возросло на 1,5 МПа. Определите
изменение энтропии. (114 Дж/К)
11. Давление кислорода равно 7 МПа, его плотность 100 кг/м3. Найдите
температуру кислорода, считая его реальным газом. Постоянные Ван-дер-Ваальса для
кислорода: а = 0,136 Н⋅м4/моль2; b = 3,17⋅10-5 м3/моль. (287 К)
12. Каков внутренний диаметр стеклянной трубки, если искривленная поверхность
воды в ней создает добавочное давление 320 Па? Краевой угол равен 30о.
Коэффициент поверхностного натяжения воды равен 72 мН/м. (0,78 мм)


Вариант 28
1. Определить число молекул аргона в 1 м3 при нормальных условиях.
 (26,9·1021 м-3)
2. В сосуде находится газ под давлением 6 атм. Какое установится давление, если
из сосуда выпустить 3/8 содержащегося там газа? Температуру считать постоянной.
 (0,38 МПа)
3. Найдите температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота
больше средней скорости на 40 м/с. (291 К)
4. Средняя энергия молекул одноатомного идеального газа составляет 6·10-21 Дж.
Давление газа 200 кПа. Найти число молекул газа в единице объема. (5·1025 м-3)
5. Изменение атмосферного давления на заданной высоте можно найти по
барометрической формуле. Определить давление на высоте 2 км, считая, что на
уровне земли давление составляет 1 атм. Изменение температуры с высотой не
учитывать. (77 кПа)
6. Определите степень диссоциации газообразного хлора, если показатель адиабаты
такого частично диссоциированного газа составляет 1,55. (0,725)
7. Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 MПа при
температуре 290 K. После нагревания давление в сосуде повысилось в 4 раза.
Определить количество теплоты, сообщенное газу. (18 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя равна 470 К,
температура охладителя равна 280 К. Определите термический к.п.д. цикла. (0,404)
9. Можно ли считать вакуум с давлением 100 мкПа высоким, если он создан в
колбе диаметром 20 см, содержащей азот при температуре 280 К? Для этого
определите длину свободного пробега молекул. (60 м)
10. Кислород массой 80 г изохорно нагрели от 300 К до 400 К. Определите
изменение энтропии в этом процессе. (14,9 Дж/К)
11. Кислород массой 8 г занимает объем 20 см3 при температуре 300 К. Определите
внутреннюю энергию кислорода, считая его реальным газом. Постоянные Ван-дер-
Ваальса для кислорода: а = 0,136 Н⋅м4/моль2; b = 3,17⋅10-5 м3/моль. (1,13 кДж)
12. Найти значение добавочного (лапласовского) давления, создаваемого
криволинейной поверхностью, внутри воздушного пузырька диаметром 18 мм,
находящегося под водой. Коэффициент поверхностного натяжения воды составляет
72 мН/м. (16 Па) 


Вариант 29
1. В сосуде вместимостью 200 см3 находится газ при температуре 300 К и давлении
1 МПа. Определите количество вещества газа (число молей) и число его молекул.
(0,08 моль; 48,3·1021 м-3)
2. Резиновая камера содержит воздух при давлении 780 мм.рт.ст. Камеру
изотермически сжимают так, что ее объем уменьшается на 2/5 первоначальной
величины. Определите окончательное давление воздуха в камере. (175 кПа)
3. Азот находится в равновесном состоянии при температуре 421 К. Определите
наиболее вероятную скорость молекул. (500 м/с)
4. Определите полную кинетическую энергию всех молекул киломоля водяного
пара при температуре 600 К. (7,48·106 Дж)
5. Закрытая с обоих концов труба длиной 200 м и объемом 200 л установлена
вертикально и заполнена кислородом. Давление газа внутри трубы вблизи ее
основания 105 Па, температура 300 К. Найдите давление в трубе вблизи ее верхнего
конца. (254 г)
 6. При адиабатном сжатии газа его объем уменьшился в 10 раз, а давление
увеличилось в 21,4 раза. Определить показатель адиабаты. (1,33)
7. Кислород массой 16 г, находящийся при температуре 3840 К, подвергли
адиабатическому расширению, в результате которого его давление уменьшилось в 4
раза. В результате последующего изотермического процесса газ сжимается до
первоначального давления. Определить приращение внутренней энергии газа.
(39,6 кДж)
8. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе
адиабатического расширения объем газа увеличивается в 64 раза. Определить
термический к.п.д. цикла. (0,75)
9. Баллон вместимостью 10 л содержит водород массой 1 г. Определить среднюю
длину свободного пробега молекул. (95,4 нм)
10. В некоторой температурной области энтропия термодинамической системы
изменяется с температурой по закону S a b T 2 = + , где а – константа, b = 5 Дж/К2.
Какое количество теплоты получает система при обратимом нагревании в этой
области от 290 К до 310 К? (150 кДж)
11. Во сколько раз концентрация молекул азота в критическом состоянии больше
концентрации молекул при нормальных условиях. Постоянные в уравнении
состояния Ван-дер-Ваальса а = 0,136 Н⋅м4/моль2; b = 3,86⋅10-5 м3
/моль. (193)
12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки
соответственно равны 1 и 0,2 мм. Найти разность уровней налитой в трубку ртути.
Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,47 Н/м. (5,6 см)

Вариант 30
1. Определите число молекул углекислого газа, содержащихся в 1 м3 при
нормальных условиях. (26,9·1021 м-3)
2. Сосуд объемом 12 л, содержащий газ при давлении 400 кПа, соединяют с другим
сосудом объемом 3 л, из которого предварительно откачали воздух. Определите
установившееся давление в сосудах, если процесс считать изотермическим. (320 кПа)
3. Средняя кинетическая энергия молекул гелия равна 3,92·10-21 Дж. Определить
среднюю скорость молекул гелия при тех же условиях. (1 км/с)
4. Определите внутреннюю энергию 18 кг водяного пара при температуре 200 К.
 (2,49·106 Дж)
5. Определите, во сколько раз уменьшится концентрация частиц пыли в воздухе на
высоте 3 м (1 этаж) по сравнению с концентрацией у поверхности земли, если масса
частицы 10-22 кг. Температура равна 300 К. Силой Архимеда пренебречь. (2,03)
6. Определить удельную теплоемкость смеси газов при постоянном давлении
содержащей 3 л водорода и 5 л гелия. Смесь находится при нормальных условиях.
 (17,6 кДж/(кг·К))
7. Углекислый газ массой 440 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1
MПа при температуре 290 K. После нагревания давление в сосуде повысилось в 4
раза. Определить количество теплоты, сообщенное газу. (217 кДж)
7. Кислород массой 16 г, находящийся при температуре 370 К, подвергли
адиабатическому расширению, в результате которого его давление уменьшилось в 4
раза. В результате последующего изотермического процесса газ сжимается до
первоначального давления. Определить количество теплоты, отданное газом.
 (3186 Дж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический к.п.д. которого равен 0,4.
Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического
расширения составляет 400 Дж. (240 Дж)
9. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул азота равна 1 м,
если температура газа равна 300 К? (6,45 мПа)
10. Водород массой 100 г был изобарически нагрет так, что его объем увеличился в
3 раза, затем он был изохорически охлажден так, что его давление уменьшилось в 3
раза. Найти изменение энтропии в ходе указанных процессов. (457 Дж/К)
11. Найти критический объем воды массой 1 г. Постоянные в уравнении состояния
Ван-дер-Ваальса для воды а = 0,545 Н⋅м4/моль2; b = 3,04⋅10-5 м3/моль. (5 см3)
12. Найти значение добавочного (лапласовского) давления, создаваемого
поверхностью мыльного пузыря диаметром 20 мм. Коэффициент поверхностного
натяжения мыльного раствора равен 40 мН/м. (16 Па) 


Категория: Физика | Добавил: Админ (06.10.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar