1.5. Получите выражение для потока обобщенной величины G, описывающей перенос энергии, импульса, концентрации вещества, электрического заряда.
2.5. Определить среднюю длину свободного пробега l молекул кислорода, находящихся при температуре 0 °С, если среднее число Z столкновений испытываемых молекул в 1 с равно 3,7×109 с-1.
Ответ: l = 1,15×10-7 м.
3.5. Найти среднее число столкновений Z в единицу времени молекул некоторого газа, если средняя длина свободного пробега l = 5 мкм, а средняя квадратичная скорость его молекул v кв = 500 м/с.
Ответ: Z = 9,21×107 с-1.
ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
1.5. В чем состоит качественное различие понятий «теплота» и «работа»?
2.5. Идеальный газ объемом 2 м3 при изотермическом расширении изменяет давление от 12·105 до 2·105 Па. Определить работу расширения газа, изменение внутренней энергии и количество подведенной теплоты.
Ответ: 4,3 МДж; 0 Дж; 4,3 МДж.
3.5. Идеальный двухатомный газ при давлении 1,01·105 Па занимал объем 5 л, а при давлении, втрое большем, – объем 2 л. Переход из первого состояния во второе был произведен в 2 этапа: сначала изохорно, а затем изобарно. Найти изменение внутренней энергии газа и произведенную над газом работу.
|
|
Ответ: -252,5 Дж; 909 Дж.
4.5. Находящийся в цилиндре с поршнем кислород (О2) нагревается при постоянном давлении. Начальная температура газа 0 °С, масса газа 16 г. Какое количество теплоты было сообщено кислороду, если при этом его объем удвоился? Удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении Ср = 913,4 Дж/(кг·К).
Ответ: 7977 Дж.
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
риведите схему работы холодильной машины.
П
2.5. Холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, использует воду при 0 °С в качестве холодильника и воду при 100 ° С в качестве нагревателя. Сколько воды замерзнет в холодильнике, если в пар превратился 1 л воды в кипятильнике?
Ответ: m = 4,94 кг.
3.5. Найти объем изобарного расширения в цикле паровой машины мощностью 10 кВт, совершающей 120 циклов в минуту, имеющей объем цилиндра V 2 = = 10 л, если давление пара в котле Р 1 = 2 МПа. Показатель политропы g = 2. Объемом V 0 пренебречь.
Ответ: V 1 = 1,4 л или 8,6 л.
4.5. Определить максимальную температуру идеального одноатомного газа, используемого в качестве рабочего тела в тепловой машине, работающей по циклу, состоящему из двух изотерм (Т 2 = 300 К) и двух изобар (Р 1 = 2 Р 2). КПД цикла h = 0,19.
Ответ: Т 1 = 800 К.