Явления переноса

1.18. В чем состоит дифференциальный метод определения коэффициентов теплопроводности и вязкости?

2.19. При какой температуре азот, находящийся в некотором объеме, имеет коэффициент вязкости 0,4 мкПа×с? Эффективный диаметр молекул азота d = = 0,38 нм.

Ответ: Т = 280 К.

3.19. Найти объем сосуда, в котором находится N = 4×10²² молекул двухатомного газа, если теплопроводность газа l = 14 мВт/(м×К), а коэффициент диффузии D = 2,02×10^-5 м²/с.

Ответ: V = 2 л.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

1.19. Что следует понимать под внутренней энергией термодинамической системы? Является ли внутренняя энергия функцией состояния системы?

2.19. Водород (Н₂) массой 4 г при постоянном давлении был нагрет на 10 °С. Найти работу, совершенную газом при расширении, и количество теплоты, подведенной к газу.

Ответ: 166 Дж, 581 Дж.

3.19. В закрытом стальном баллоне находится 1,4 кг азота (N₂) при давлении 10⁵ Па и температуре 300 К. После нагревания давление в баллоне увеличилось в 5 раз. Найти объем сосуда и количество теплоты, сообщенной газу.

Ответ: 1,25 м³; 1,25 МДж.

4.19. Гелий массой 1,25 кг при температуре 270 К находится под давлением 0,1 МПа. Газ нагревают при постоянном давлении, и его объем становится равным 10^-2 м³. Найти внутреннюю энергию газа после нагревания и количество подведенной к газу теплоты.

Ответ: 1502 Дж; 950 Дж.

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

1.16. Как определяется термодинамическая шкала температур?

2.19. Найти КПД цикла Карно, если температура холодильника Т ₂ = 0 °С, количество тепла, полученного от нагревателя, Q ₁ = 5 кДж, степень изотермического и адиабатного расширения одного моля воздуха равна четырем.

Ответ: h = 0,28.

3.19. Определить мощность бензинового ДВС, делающего 10 циклов в секунду, если объем цилиндра V ₁ = 2 л, степень сжатия b = 6, показатель адиабаты g = = 1,4, атмосферное давление Р ₀ = 10⁵ Па.

Ответ: 8 кВт.

4.19. Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изобар и двух адиабат с температурами Т ₁ = 300 К и Т ₂ = 400 К. Найти КПД цикла, если степень сжатия V ₁/ V ₂ = 2, а в качестве рабочего тела используется многоатомный идеальный газ.

Ответ: h = 0,12.