Индивидуальные задания. 2.3.1. В закрытом сосуде находится смесь азота массой и кислорода массой

2.3.1. В закрытом сосуде находится смесь азота массой и кислорода массой . Определить изменение внутренней энергии этой смеси, если ее охладили на . Ответ: .

2.3.2. Определить удельные теплоемкости и смеси углекислого газа массой и азота массой . Ответ: , .

2.3.3. Определить показатель адиабаты для смеси газов, содержащей гелий массой и водород массой . Ответ: .

2.3.4. Определить количество теплоты, сообщенное кислороду объемом , если а процессе его изохорного нагревания давление газа изменилось на . Ответ: .

2.3.5. Азот массой расширяется в результате изобарного процесса при давлении . Определить: 1)работу расширения газа; 2)конечный объем газа, если на расширение затрачена теплота , а начальная температура азота . Ответ: , .

2.3.6. Кислород объемом 1 л находится под давлением 1 Мпа. Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы: 1)увеличить его объем вдвое в результате изобарного процесса; 2)увеличить его давление вдвое в результате изохорного процесса. Ответ: , .

2.3.7. Некоторый газ массой расширяется изотермически от объема до объема . Работа расширения . Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа. Ответ: .

2.3.8. Некоторый газ массой 1 кг находится при температуре и под давлением . В результате изотермического сжатия давление газа увеличилось в два раза. Работа, затраченная на сжатие . Определить, какой это газ. Ответ: , гелий.

2.3.9. Азот массой находится при температуре . В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в раза, а затем в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии стала равна первоначальной. Определить работу, совершенную газом и изменение его внутренней энергии. Ответ: , .

2.3.10.Азот массой занимает при температуре объем . В результате адиабатного сжатия давление газа увеличилось в 3 раза. Определить: 1)конечный объем газа; 2)его конечную температуру; 3)изменение внутренней энергии газа. Ответ: , , .

2.3.11. Азот, находившийся при температуре 400 К, подвергли адиабатному расширению, в результате которого его объем увеличился в раз, а внутренняя энергия уменьшилась на 4 кДж. Определить массу азота. Ответ: .

2.3.12. Двухатомный идеальный газ занимает объем и находится под давлением . После адиабатного сжатия газ характеризуется объемом и давлением . В результате последующего изохорного процесса газ охлаждается до первоначальной температуры, а его давление . Определить объем и давление . Ответ: , .

2.3.13. Кислород массой 10 г, находящийся при температуре 370 К подвергли адиабатному расширению, в результате которого его давление уменьшилось в раза. В результате последующего изотермического процесса газ сжимается до первоначального давления. Определить: 1)температуру газа в конце процесса; 2)количество теплоты, полученное газом; 3)приращение внутренней энергии газа; 4)работу совершенную газом. Ответ:

, , , .

2.3.14. Кислород массой занимает и находится под давлением . Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объема , а затем при постоянном объеме до давления . Найти изменение внутренней энергии газа, совершенную им работу и количество теплоты, переданное газу. Ответ: , , .

2.3.15. На нагревание кислорода массой на , была затрачена теплота . Как протекал процесс: при постоянном объеме или при постоянном давлении? Ответ: , при постоянном давлении.

2.3.16. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70% количества теплоты, полученного от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя, равно 5 кДж. Определить: 1)термический КПД цикла; 2)работу, совершенную при полном цикле. Ответ: , .

2.3.17. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получает от нагревателя количество теплоты 5,5 кДж и совершает работу 1,1 кДж. Определить: 1)термический КПД цикла; 2)отношение температур нагревателя и холодильника. Ответ: , .

2.3.18. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический КПД которого равен 0,4. Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического расширения составляет 400 Дж. Ответ: .

2.3.19. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя , холодильника . Работа изотермического расширения составляет 2 кДж. Определить: 1)термический КПД цикла; 2)количество теплоты, отданное газом при изотермическом сжатии холодильнику. Ответ: , .

2.3.20. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе адиабатного расширения объем газа увеличивается в раза. Определить термический КПД цикла. Ответ: .

2.3.21. Идеальный многоатомный газ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар, причем наибольшее давление газа в два раза больше наименьшего, а наибольший объем в четыре раза больше наименьшего. Определить термический КПД цикла. Ответ: .

2.3.22. С идеальным газом, взятом в количестве , проводят замкнутый процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар. Отношение давлений на изобарах , отношение объемов на изохорах . Разность максимальной и минимальной температур в процессе . Найти работу, совершаемую газом за один цикл. .

2.3.23. Идеальный газ совершает круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух изохор. Изотермические процессы протекают при температурах и ( > ), изохорические – при объемах и (). Найти КПД цикла, если показатель адиабаты равен . Ответ: .

2.3.24. Идеальный газ совершает круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух изобар. Изотермические процессы протекают при и ( > ), изобарические – при и (). Найти КПД цикла, если показатель адиабаты равен . Ответ: .

2.3.25. Смешано воды при температуре c воды при температуре . Найти: 1)температуру смеси; 2)изменение энтропии системы, происходящее при смешивании. Ответ: , .

2.3.26. Кусок льда массой , взятый при температуре , был нагрет до и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры . Определить изменение энтропии льда. Ответ: .

2.3.27. Лед массой при температуре был превращен в воду той же температуры при помощи пара, имеющего температуру . Определить массу израсходованного пара и изменение энтропии системы. Ответ: , .

2.3.28. Водород массой был изобарически нагрет так, что объем его увеличился в 3 раза, затем водород был изохорически охлажден так, что давление его уменьшилось в 3 раза. Определить изменение энтропии водорода. Ответ: .

2.3.29. Во сколько раз необходимо увеличить объем пяти молей идеального газа при изотермическом расширении, чтобы его энтропия увеличилась на ? Ответ: .

2.3.30. Азот массой 28 г адиабатно расширили в 2 раза, а затем изобарно сжали до первоначального объема. Определить изменение энтропии азота в ходе процесса. Ответ: .