201. Определить количество вещества v и число N молекул кислорода массой т =0,5 кг.
202. Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества v =0,2 моль; 2) массой т =1 г?
203. Вода при температуре t =4°С занимает объем V =1 см3. Определить количество вещества v и число N молекул воды.
204. Найти молярную массу m и массу т o одной молекулы поваренной соли.
205. Определить массу т o одной молекулы углекислого газа.
206. Определить концентрацию п молекул кислорода, находящегося в сосуде вместимостью V =2 л. Количество вещества v кислорода равно 0,2 моль.
207. Определить количество вещества v водорода, заполняющего сосуд объемом V =3 л, если концентрация молекул газа в сосуде n =2 × 1018 м3.
208. В баллоне вместимостью V =3 л содержится кислород массой т= 10 г. Определить концентрацию n молекул газа.
209. Плотность газа r при давлении p =96 кПа и температуре t =0°C равна 1,35 г/л. Найти молярную массу m газа.
210. Определить количество вещества v и число N молекул азота массой m =0,2 кг.
211. В цилиндр длиной l =1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении р о начали медленно вдвигать поршень площадью основания S =200 см3. Определить силу F, действующую на поршень, если его остановить на расстоянии l 1=10 см от дна цилиндра.
|
|
212. В баллоне находится газ при температуре Т 1=400 К. До какой температуры Т 2 надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?
213. Баллон вместимостью V =20 лзаполнен азотом при температуре T =400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на D р =200 кПа. Определить массу m израсходованного газа. Процесс считать изотермическим.
214. В баллоне вместимостью V =15 л находится аргон под давлением p 1=600 кПа и при температуре Т 1=300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до p 2=400 кПа, а температура установилась Т 2=260 К. Определить массу m аргона, взятого из баллона.
215. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление р 1=2 МПа и температура T 1=800 K, в другом р 2=2,5 МПа, T 2=200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры T =200 К. Определить установившееся в сосудах давление р.
216. Вычислить плотность r азота, находящегося в баллоне под давлением р =2 МПа и имеющего температуру Т =400 К.
217. Определить относительную молекулярную массу Mr газа, если при температуре Т =154 К и давлении р =2,8 МПа он имеет плотность r=6,1 кг/м3.
218. Найти плотность r азота при температуре Т =400 К и давлении р =2 МПа.
219. В сосуде вместимостью V =40 л находится кислород при температуре Т =300 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на D р =100 кПа. Определить массу m израсходованного кислорода. Процесс считать изотермическим.
|
|
220. Определить плотность r водяного пара, находящегося под давлением р =2,5 кПа и имеющего температуру Т =250 К.
221. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию <e> молекулы этого газа при температуре Т =300 К, если количество вещества v этого газа равно 0,5 моль.
222. Определить суммарную кинетическую энергию Ek поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V =3 л под давлением р =540 кПа.
223. Количество вещества гелия v =l,5 моль, температура Т =120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Ek поступательного движения всех молекул этого газа.
224. Молярная внутренняя энергия Um некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию <eвр> вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.
225. Определить среднюю кинетическую энергию <e> одной молекулы водяного пара при температуре Т =500 К.
226. Определить среднюю квадратичную скорость < v кв> молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V =2 л под давлением р =200 кПа. Масса газа m =0,3 г.
227. Водород находится при температуре Т =300 К. Найти среднюю кинетическую энергию <eвр> вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию Ek всех молекул этого газа; количество водорода v =0,5 моль.
228. При какой температуре средняя кинетическая энергия <eп> поступательного движения молекулы газа равна 4,14 × 10-21 Дж?
229. В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой пылинки равна 6 × 10-10 г. Газ находится при температуре Т =400 К. Определить средние квадратичные скорости < v кв>, а также средние кинетические энергии <eп> поступательного движения молекулы азота и пылинки.
230. Определить среднюю кинетическую энергию <eп> поступательного движения и <eвр> вращательного движения молекулы азота при температуре Т =1 К. Определить также полную кинетическую энергию Ek молекулы при тех же условиях.
231. Определить молярную массу m двухатомного газа и его удельные теплоемкости cp и cV, если известно, что разность удельных теплоемкостей этого газа cp — cV равна 260 Дж/(кг × К).
232. Найти удельные cV и cp, а также молярные СV и Сp теплоемкости углекислого газа.
233. Определить показатель адиабаты g идеального газа, который при температуре Т =350 К и давлении р =0,4 МПа занимает объем V =300 л и имеет теплоемкость СV =857 Дж/К.
234. В сосуде вместимостью V =6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость С V этого газа при постоянном объеме.
235. Определить относительную молекулярную массу Mr и молярную массу m газа, если разность его удельных теплоемкостей cp — cV =2,08 кДж/(кг × К).
236. Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости cV =10,4 кДж/(кг × К) и cp =14,6 кДж/(кг × К).
237. Найти удельные cV и cp и молярные CV и Cp теплоемкости азота и гелия.
238. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса m=4 × 10-3 кг/моль и отношение молярных теплоемкостей Ср/СV =1,67.
239. Трехатомный газ под давлением р =240 кПа и температуре t =20°С занимает объем V =10 л. Определить теплоемкость Ср этого газа при постоянном давлении.
240. Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем V =5 л. Вычислить теплоемкость СV этого газа при постоянном объеме.
241. Найти среднее число < z > столкновений за время t =1 с и длину свободного пробега < l > молекулы гелия, если газ находится под давлением р =2 кПа при температуре Т =200 К.
242. Определить среднюю длину свободного пробега < l > молекулы азота в сосуде вместимостью V =5 л. Масса газа т =0,5 г.
243. Водород находится под давлением р =20 мкПа и имеет температуру Т =300 К. Определить среднюю длину свободного пробега < l > молекулы такого газа.
|
|
244. При нормальных условиях длина свободного пробега < l > молекулы водорода равна 0,160 мкм. Определить диаметр d молекулы водорода.
245. Какова средняя арифметическая скорость молекул кислорода при нормальных условиях, если известно, что средняя длина свободного пробега < l > молекулы кислорода при этих условиях равна 100 нм?
246. Кислород находится под давлением р =133 нПа при температуре Т =200 К. Вычислить среднее число < z > столкновений молекулы кислорода при этих условиях за время t =1 с.
247. При каком давлении р средняя длина свободного пробега < l > молекул азота равна 1 м, если температура газа t =10°С?
248. В сосуде вместимостью V =5 л находится водород массой m =0,5 г. Определить среднюю длину свободного пробега < l > молекулы водорода в этом сосуде.
249. Средняя длина свободного пробега < l > молекулы водорода при некоторых условиях равна 2 мм. Найти плотность r водорода при этих условиях.
250. В сферической колбе вместимостью V =3 л, содержащей азот, создан вакуум с давлением р =80 мкПа. Температура газа Т =250 К. Можно ли считать вакуум в колбе высоким? Вакуум считается высоким, если длина свободного пробега молекул в нем много больше линейных размеров сосуда.
251. Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V =50 л и массой 1 моль при его изохорическом нагревании, чтобы давление газа повысилось на D p =0,5 Мпа
252. При изотермическом расширении азота при температуре Т =280 К объем его увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу А, 2) изменение D U внутренней энергии; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m =0,2 кг.
253. При адиабатическом сжатии давление воздуха было увеличено от р 1=50 кПа до р 2=0,5 МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление р 3 газа в конце процесса.
254. Кислород массой m =200 г занимает объем V 1=100 л и находится под давлением р 1=200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V 2=300 л, а затем его давление возросло до р 2=500 кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии D U газа, совершенную газом работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.
|
|
255. Объем водорода при изотермическом расширении при температуре Т =300 К увеличился в п =3 раза. Определить работу А, совершенную газом, и теплоту Q, полученную при этом. Масса т водорода равна 200 г.
256. Азот массой m =0,1 кг был изобарически нагрет от температуры Т 1=200 К до температуры Т 2=400 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную газом теплоту Q и изменение D U внутренней энергии азота.
257. Во сколько раз увеличится объем водорода, содержащий количество вещества v =0,4 моль при изотермическом расширении, если при этом газ получит количество теплоты Q=800 Дж? Температура водорода Т =300 К.
258. Какая работа А совершается при изотермическом расширении водорода массой m =5 г, взятого при температуре Т =290 К, если объем газа увеличивается в три раза?
259. Какая доля w 1 количества теплоты Q, подводимого к идеальному двухатомному газу при изобарическом процессе, расходуется на увеличение D U внутренней энергии газа и какая доля w 2 — на работу А расширения? Рассмотреть три случая, если газ: 1) одноатомный; 2) двухатомный; 3) трехатомный.
260. Определить работу А, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q=21 кДж. Найти также изменение D U внутренней энергии газа.
261. Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемника Т 2=290 К и теплоотдатчика Т 1=400 К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия h цикла, если температура теплоотдатчика возрастет до T 1,1=600 К?
262. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т 1теплоотдатчика в четыре раза (n =4) больше температуры теплоприемника. Какую долю w количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст теплоприемнику?
263. Определить работу A 2 изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, КПД которого h=0,4, если работа изотермического расширения равна A 1=8 Дж.
264. Найти изменение энтропии 1 кг льда находящегося при температуре 0оС при его плавлении.
265. Найти изменение энтропии при изобарическом расширении 8 г гелия от объема V 1=10 л до V 2=25 л.
266. Найти изменение энтропии при изотермическом расширении 6 г водорода от 105 Па до 0,5 × 105 Па.
267. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия h цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от Т 1=380 К до Т 1,1=560 К? Температура теплоприемника Т 2=280 К.
268. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура теплоотдатчика Т 1=500 К, температура теплоприемника Т 2=250 К. Определить термический КПД h цикла, а также работу A 1 рабочего вещества при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа A 2=70 Дж.
269. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q1=84 кДж. Определить работу А газа, если температура Т 1 теплоотдатчика в три раза выше температуры Т 2 теплоприемника.
270. В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q1=500 Дж и совершил работу А= 100 Дж. Температура теплоотдатчика Т 1=400 К. Определить температуру Т 2 теплоприемника.
271. Найти массу m воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала d =0,8 мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.
272. Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от V 1=8 см-3 до V 2=16 см-3? Считать процесс изотермическим.
273. Какая энергия Е выделится при слиянии двух капель ртути диаметром d 1=0,8 мм и d 2=1,2 мм в одну каплю?
274. Определить давление р внутри воздушного пузырька диаметром d =4 мм, находящегося в воде у самой ее поверхности. Считать атмосферное давление нормальным.
275. Пространство между двумя стеклянными параллельными пластинками с площадью поверхности S =100 см2каждая, расположенными на расстоянии l =20 мкм друг от друга, заполнено водой. Определить силу F, прижимающую пластинки друг к другу. Считать мениск вогнутым с диаметром d, равным расстоянию между пластинками.
276. Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d =1 мм на высоту h =20 мм. Определить поверхностное натяжение a глицерина. Считать смачивание полным.
277. В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка с диаметром канала d =1 мм. Определить массу т воды, вошедшей в трубку.
278. На сколько давление р воздуха внутри мыльного пузыря больше нормального атмосферного давления р о,если диаметр пузыря d =5 мм?
279. Воздушный пузырек диаметром d =2,2 мкм находится в воде у самой ее поверхности. Определить плотность r воздуха в пузырьке, если воздух над поверхностью воды находится при нормальных условиях.
280. Две капли ртути радиусом r =1,2 мм каждая слились в одну большую каплю. Определить энергию Е, которая выделится при этом слиянии. Считать процесс изотермическим.
281. Определить давления р 1 и р 2 газа, содержащего N =109 молекул и имеющего объем V =1 см-3, при температурах T 1=З К и T 2=1000 К.
282. При температуре t =35°С и давлении р =708 кПа плотность некоторого газа r=12,2 кг/м3. Определить относительную молекулярную массу Mr газа.
283. Какой объем V занимает смесь азота массой т 1=1 кг и гелия массой т 2=1 кг при нормальных условиях?
284. В баллоне вместимостью V =15 л находится смесь, содержащая m 1=10 г водорода, m 2=54 г водяного пара и m 3=60 г оксида углерода. Температура смеси t =27°С. Определить давление.
285. Найти полную кинетическую энергию, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака NH3 при температуре t =27°C.
286. Определить удельные теплоемкости cV и cp газообразного оксида углерода СО.
287. Смесь газа состоит из кислорода О2 с массовой долей w 1=85% и озона О3 с массовой долей w 2=15%.Определить удельные теплоемкости cV и cp этой газовой смеси.
288. Газовая смесь состоит из азота массой т 1=3 кг и водяного пара массой т 2=1 кг. Принимая эти газы за идеальные, определить удельные теплоемкости cV и cp газовой смеси.
289. Молекула газа состоит из двух атомов; разность удельных теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме равна 260 Дж/(кг × К). Найти молярную массу газа и его удельные теплоемкости cV и cp.
290. Найти среднюю длину < l> свободного пробега молекулы водорода при р =133 мПа и t =-173°С.
291. Один киломоль двухатомного идеального газа совершает замкнутый цикл, график которого в координатах p, V представляет собой прямоугольник Координаты вершин данного прямоугольника равны: p 1=1,2 МПа, V 1=2 м3; p 2=1,6 МПа, V 2=2 м3; p 3=1,6 МПа, V 3=3 м3; p 4=1,2 МПа, V 4=3 м3. Изобразить процесс на рисунке. Определить: 1) теплоту Q1, полученную от теплоотдатчика; 2) теплоту Q2, переданную теплоприемнику; 3) работу А, совершаемую газом за один цикл; 4) термический КПД h цикла.
292. Водород занимает объем V =10 м3 при давлении р 1=0,1 МПа. Его нагрели при постоянном объеме до давления р 2=0,З МПа. Определить изменение D U внутренней энергии газа, работу А, совершенную газом, и теплоту Q, сообщенную газу.
293. Кислород при неизменном давлении р =80 кПа нагревается. Его объем увеличивается от V 1=1 м3 до V 2=3 м3. Определить изменение D U внутренней энергии кислорода, работу А, совершенную им при расширении, а также теплоту Q, сообщенную газу.
294. В цилиндре под поршнем находится азот, имеющий массу m =0,6 кг и занимающий объем V 1=1,2 м3,при температуре T 1=560 К. В результате нагревания газ расширился и занял объем V 2=4,2 м3, причем температура осталась неизменной. Найти изменение D U внутренней энергии газа, совершенную им работу А и теплоту Q, сообщенную газу.
295. В бензиновом автомобильном двигателе степень сжатия горючей смеси равна 6,2. Смесь засасывается в цилиндр при температуре t 1=15°С. Найти температуру t 2 горючей смеси в конце такта сжатия. Горючую смесь рассматривать как двухатомный идеальный газ, процесс считать адиабатическим.
296. Найти изменение энтропии при превращении 10 г льда находящегося при температуре -20оС в пар при 100оС.
297. Какую энергию надо затратить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром d =12 см? Каково будет добавочное давление внутри этого пузыря?
298. На нижнем конце трубки диаметром d =0,2 см повисла шарообразная капля воды. Найти диаметр этой капли.
299. В сосуд с ртутью частично погружены две вертикально расположенные и параллельные друг другу стеклянные пластинки. Расстояние между пластинками d =1 мм. Определить разность D h уровней ртути в сосуде и между пластинками, краевой угол принять равным 138°.
ТАБЛИЦЫ ВАРИАНТОВ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ.
1. Таблица вариантов для специальностей, учебными планами которых предусмотрено по курсу общей физики три контрольные работы (в том числе по разделам “Механика”, “Молекулярная физика и термодинамика” одна контрольная работа). Для МСФ и ПСФ.