Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) icon

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика)

Реклама:



НазваниеИндивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика)
Дата конвертации25.09.2013
Размер82.2 Kb.
ТипДокументы
источник
1. /МКТ/Задачи МКТ.doc
2. /МКТ/Лaб 9.doc
3. /МКТ/Лаб 10.doc
4. /МКТ/Лаб 11.doc
5. /МКТ/Лаб 12.doc
6. /МКТ/Лаб 13.doc
7. /МКТ/Лаб 8.doc
Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика)
Исследование равновесных процессов в газах
Исследование термодинамических циклов
Исследование процессов переноса в газах
Исследование термодинамических циклов
Методические указания
Исследование равновесных процессов в газах

Индивидуальное домашнее задание № 4

(1 семестр, Молекулярная физика)


1. Определить давление газа, содержащего молекул и имеющего объём , при температуре .

Ответ:


2. Какая работа совершается при изотермическом расширении водорода массой , взятого при температуре , если давление газа при этом падает в раз? Ответ:

3. Определить работу, которую совершит азот (), если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты .

Ответ:


4. В баллоне объёмом 10 л находится гелий с молярной массой под давлением и при температуре . После того, как из баллона было взято гелия, температура в баллоне понизилась до . Определить давление гелия, оставшегося в баллоне.

Ответ: 0,36 МПа


5. Некоторую массу углекислого газа сжали в раз ( по объёму). Один раз - изобарически, другой раз – изотермически. Начальное состояние газа в обоих случаях одинаково. Найти отношение соответствующих работ ( ) , затраченных на сжатие.

Ответ: 0,63


6. Цикл с идеальным газом состоит из двух изобар и двух изохор. При изобарическом процессе объём изменяется в 2 раза, а при изохорических процессах давление меняется в 4 раза. В начальном состоянии газ имел объём при давлении . Найти работу, совершаемую газом за один цикл.

Ответ: 0,6 МДж


7. Найти работу, совершаемую идеальным газом за один цикл. Цикл состоит из двух изобар и двух изохор. При изобарических процессах объем изменяется в 3 раза, а при изохорических процессах давление меняется в 2 раза. В начальном состоянии давление газа равно , объем газа .

Ответ: 0,4 МДж


8. Кислород массой 2 кг отдал 300 Дж теплоты при температуре 300 К. Найти изменение энтропии.

Ответ: – 1Дж/К


9. Определить изменение энтропии при изотермическом расширении 10 г кислорода от объема до объема . (, , ln2=0,69).

Ответ: 3,6Дж/К


10. Определить изменение энтропии при изобарическом нагревании 10 г кислорода от 27С до 327С.

Ответ: 6,29Дж/К


11. Определить изменение энтропии при изохорическом охлаждении 2 киломолей кислорода от температуры 550 К до 275 К. (, , ln2=0,69).

Ответ: – 28765Дж/К


12. Теплоемкость термодинамической системы с ростом температуры изменяется по закону , где . Найти изменение энтропии этой системы при нагревании от до .

Ответ: 150Дж/К


13. Водород массой 100 г был изобарически нагрет так, что его объем увеличился в 3 раза, а затем изохорически охлажден так, что его давление уменьшилось в 3 раза. Найти изменение энтропии.

(, , ln3=1,1).

Ответ: 457 Дж/К


14. Энтропия некоторой термодинамической системы изменяется при изохорическом процессе по закону , где . Определить изменение внутренней энергии системы при нагревании от до .

Ответ: 450 Дж


15. На рисунке изображены изотермы и адиабаты для одной и той же порции газа. Сравнить к.п.д. трех циклов: 1- ABEFA, 2- BCDEB, 3- ACDFA, считая,что площадь второго цикла вдвое больше площади первого цикла:

Ответ: 1= 2= 3


16. Найти соотношение между к.п.д. двух циклов, изображенных на рисунке (1- соответствует циклу ABCGA, 2- соответствует циклу GDEFG).

Ответ: 1,51=2


17. Тепловая машина с идеальным газом работает по циклу Карно, Работа изотермического расширения газа А1=5 Дж, Определить работу, которую совершают над газом в процессе изотермического сжатия, если к.п.д. машины 0,2.

Ответ: 4 Дж


18. Температуру 8 молей кислорода повышают на первый раз при изохорическом процессе, а другой раз изобарически. Определить приращение внутренней энергии в каждом процессе.

Ответ: 8,31 кДж; 8,31 кДж;


19. Газ расширяется от объема V1= 2,3 м3 до объема V2 и толкает перед собой поршень радиусом R = 10 см. В процессе расширения поршень перемещается на расстояние l = 9 м. Какую работу (Дж) совершает газ, если его давление изменяется по закону p=(aV4 – b)V2 Па. Здесь a=2,3 и b=5.

Ответ: 131,574


20. Для двухатомного газа разность удельных теплоемкостей (cp-cv) равна 260 Дж/кг К. Найти массу киломоля газа и удельные теплоемкости cp и cv.

Ответ: 32 кг/моль cv = 650 Дж/кг К cp = 910 Дж/кг К


21. Какое количество тепла требуется для нагревания 8 г. Водорода на 100 градусов при постоянном давлении? Как изменится внутренняя энергия газа? Какую работу совершит газ?

Ответ: ΔQ = 11.6 КДж; ΔU = 8,3КДж ΔA = 9,3КДж


22. Чему равна внутренняя энергия трехатомного газа, заключенного в сосуде объемом 12 л под давлением 4 атм.? Считать, что молекулы совершают все виды молекулярного движения.

Ответ: U = 29 КДж


23. Определить удельные теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении смеси из 2 г гелия, 8 г кислорода и 7 г азота

Ответ: cv = 980 Дж/кг К cp = 1500 Дж/кг К


24. Кислород при расширении совершил работу 20 Дж. Какое кол-во тепла было сообщено газу, если процесс был: а)изотермическим б) изобарическим в)адиабатическим.

Ответ: а) 20 Дж б) 70 Дж в) 0


25. Кислород находится при температуре 27º С и давлении 1 атм. Газ адиабатически сжимается и его давление становится равным 2 атм. Какова будет температура газа после сжатия и во сколько раз изменится объем газа?

Ответ: T2 = 366К; в 1.6 раза


26. Во сколько раз изменится плотность азота, если при адиабатическом процессе давление газа изменится от 105 н/м2 до 0,5 10-5 н/м2?

Ответ: в 1.6 раза


27. В политропическом процессе давление идеального одноатомного газа изменяется пропорционально Т2. Найти молекулярную теплоемкость газа при этом процессе.

Ответ: с = R/2


28. Объем некоторой массы азота увеличивается в 10 раз. Во сколько раз отличается работа газа для двух случаев, если расширение происходит в первом случае адиабатически, а во втором – изотермически, а начальные параметры одинаковы.

Ответ: A1 = 0.65 A2


29. Тепловая машина работает от нагревателя, абсолютная температура которого в n раз больше абсолютной температуры холодильника. Какая доля тепла, получаемого от нагревателя, идет на полезную работу?

Ответ: k≤ (n-1)/n


30. КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно 30%. Во сколько раз повысится КПД машины, если увеличить абсолютную температуру нагревателя в 2 раза?

Ответ: в 2.16 раза


31. Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изотерм и двух изохор. Найти КПД цикла, если отношение наибольшего и наименьшего объема вещества равно 3, а cp/cv = 1.4.

Ответ: µ = 35,3%


32. 8 г кислорода нагревается при постоянном давлении 1 атм., в результате чего объем увеличивается с 4 л до 8л. Найти затраченное количество тепла и изменение энтропии.

Ответ: Q = 1.4 103 Дж; ΔS = 5 Дж/К; ΔA = 9,3КДж


33. Газ, занимающий при давлении 3 атм. объем 10 л, изотермически сжимают до объема 1 л, причем энтропия газа уменьшается на 38,2 Дж/К. Какую работу совершают внешние силы и при как ой температуре происходит процесс?

Ответ: ΔA = 6.9 103 Дж; T = 180 К


34. 40 г гелия нагревается от -20º С до +20º С при постоянном объеме. Найти получаемое тепло и изменение энтропии.

Ответ: ΔQ = 5 103 Дж; ΔS = 18 Дж/К


35. 100г льда нагревают при постоянном давлении от -10º С до 0º С и после плавления до 80º С. Найти изменение энтропии.

Ответ: ΔS = 238 Дж/К


36. При изобарном процессе 64 г кислорода совершают работу 3,32 КДж, и энтропия газа увеличивается на 29.6 Дж/К. Найти начальную и конечную температуру газа.

Ответ: T1 = 300К; T2 = 500К


37. В калориметр налито 500 г воды, имеющей температуру 10º С. В тот же калориметр добавляют 150 г воды с температурой 20º С и температура смеси становится равной 12º С. Найти изменение энтропии.

Ответ: ΔS = 0,25 Дж/К


38. Один моль одноатомного идеального газа (γ = 5/3) совершает в тепловой машине цикл Карно между тепловыми резервуарами с температурами t1 = 127 °С и t2 = 27 °С. Наименьший объем газа в ходе цикла V1 = 5 л, наибольший Vг = 20 л. Какую работу А совершает эта машина за один цикл? Сколько тепла Q1 берет она от высокотемпературного резервуара за один цикл? Сколько тепла Q2 поступает за цикл в низкотемпературный резервуар?

Ответ: Q1 = 3110 Дж; Q2 = 2330 Дж; А = 780 Дж


39. Тепловая машина Карно используется в качестве холодильной машины для поддержания некоторого резервуара при температуре t2 = —3 0С. Температура окружающего воздуха t1 = 27 °С. Какая механическая работа требуется для выполнения одного цикла машины, если при этом от оболочки отводится Q2 = 900 кал тепла?

Ответ: 418 Дж





40. На рис. изображена диаграмма обратимого цикла, выполняемого 1 молем идеального газа в некоторой тепловой машине. Найти работы Aik, выполняемые машиной, и количества тепла Qik , получаемые газом на каждом этапе цикла. Найти КПД цикла, выразив его как функции Т1 и Т2. Процесс З—1 изотермический.


41. Тепловая машина с идеальным газом в качестве рабочего вещества совершает обратимый цикл, состоящий из изохоры 1—2, адиабаты 2—3 и изотермы 3—1 (рис.). Рассчитать количества тепла, получаемые рабочим веществом на каждом этапе цикла. Найти КПД машины как функцию максимальной Т2 и минимальной Т1, температур, достигаемых газом в этом цикле.





42. Найти КПД обратимого цикла, изображенного на рис., как функцию максимальной Т1 и минимальной Т2 температур вещества в этом цикле. Цикл совершает машина с идеальным газом в качестве рабочего тела. Найти также количества тепла, по­лучаемые рабочим веществом на каждом этапе цикла.





43. Найти КПД обратимого теплового цикла Отто, состоящего из адиабат 1—2, 3—4 и изохор 2—3, 4—1 (рис. ), если в качестве рабочего тела используется идеальный газ. Выразить КПД цикла через температуры газа Т1, и Т2 в состояниях 1 и 2.


44. Определить КПД цикла, проходящего последовательно через состояния:
1) 2P, V; 2) 2P, 8V; 3) Р, 4V; 4) Р, 2V. Газ идеальный одноатомный, все участки цикла политропические.

Ответ: η ≈ 13%


45. Определить КПД цикла, проходящего последовательно через состояния:
1) 8P, V; 2) 4P, 2V; 3) 2Р, 2V; 4) Р, V. Газ идеальный одноатомный, все участки цикла политропические.

Ответ: η ≈ 25%





46. Вычислить КПД цикла, состоящего из политропы 1—2 (Р∞V), адиабаты 2—3 и изобары 3—1, если в качестве рабочего вещества используется одноатомный идеальный газ, а отношение максимального давления в цикле к минимальному P2/P1 = 2 (рис.).


47. Найти КПД цикла (рис.), состоящего из политропы 1—2, изотермы 2—3 и изохоры 3—1. Отношение давлений P12=8 , а отношение объемов V2/V1 = 2. Рабочим веществом является идеальный одноатомный газ.


Ответ: η ≈ 18%






Добавить документ в свой блог или на сайт


Реклама:

Похожие:

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) icon6 февраля 2012г. Школа №38. Домашнее задание на время морозов 5а Домашнее задание 1 Экономика § 12-13 читать. 2 Французский яз. Стр. 84, упр. 7 (учебник)

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconДомашнее задание– ткм– ибм–4 сем. Домашнее задание по курсу «Технология конструкционных материалов»
Ы 1 (исходная информация), 2(подразделы 1(Анализ исходных данных), 2 (Выбор вида и метода получения исходной заготовки )

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconТребования: жиров -33%, белков -11%, углеводов – 56
Стимул: На факультативе «Физика. Химия» ученики 6 класса изучали тему «Белки, жиры, углеводы». Вот их домашнее задание

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconФедеральное агентство по образованию Псковский государственный политехнический институт
«Физика», ч. 1 (разделы «Механика» и «Электромагнетизм») и ч. 2 (разделы «Оптика и строение атома» и «Термодинамика и молекулярная...

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconУрок «Путешествие по странам» Данный урок является продолжением работы ноу «Кенгурёнок»- «Бумажная Вселенная»
Он проводится в рамках физика- математической недели. Учащиеся заранее получили домашнее задание

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconМеханика, молекулярная физика и термодинамика Часть I лекция 1
Источник всех научных знаний — опыт (наблюдение) и он же единственный судья научной истины

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconЭкзаменационные задания по физике (егэ) молекулярная физика
Расстояния между молекулами сравнимы с размерами молекул (при нормальных условиях) для

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconДомашнее задание на время морозов
Параграф 20, 21- термины, вопросы устно. Рабочая тетрадь – задание 71, страница 59

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconИндивидуальное задание Функиця Уравнение #value!

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconДомашнее задание как средство формирования прочных знаний и умений и предупреждения перегрузки учащихся. Помните есть такая старая песенка у Аллы Пугачёвой «нам учитель задаёт с иксами задачи, кандидат наук и тот над задачей плачет»
Домашнее задание как средство формирования прочных знаний и умений и предупреждения перегрузки учащихся

Индивидуальное домашнее задание №4 (1 семестр, Молекулярная физика) iconПриложение I индивидуальное задание студенту
Описать и сделать анализ производственного процесса, внести предложения по его совершенствованию

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©sd4.uchebalegko.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы