1. В баллоне V = 25 л находится водород при температуре Т = 290 К. Часть водорода израсходовали, при этом давление понизилось на D Р = 0,4×105 Па. Определить массу израсходованного водорода.
2. Азот массы m = 15 г находится в закрытом сосуде при температуре Т = 300 К. Какое количество тепла необходимо сообщить азоту, чтобы средняя квадратичная скорость его молекул возросла в 2 раза.
3. Как будет изменяться доля молекул гелия, имеющих скорости, лежащие в интервале от < v > до < v > + D v, где D v = 20 м/с, при увеличении температуры с 300 до 600 К?
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. Вода массой 100 г, взятая при температуре 273 К, была заморожена в лед до температуры 253 К. Теплоемкость льда равна 1,8 кДж/(кг·К), а удельная теплота плавления - 335 кДж/кг. Найдите изменение энтропии в этом процессе.
8. Найти эффективный диаметр молекулы кислорода, если Т к = 154 К и Р к = 50 атм.
Теоретические вопросы
9. В чем состоит дифференциальный метод определения коэффициентов теплопроводности и вязкости?
10. Объясните возрастание энтропии при фазовом переходе «твердое тело – жидкость», исходя из статистического смысла энтропии.
Вариант 20