Физика Булатова 2 часть

В начало
Контрольная работа № 2

1. Какой объем при нормальных условиях занимает смесь 4 кг гелия и 2 кг азота?

 2. В баллоне емкостью 5 л находится 2 кг водорода и 1 кг кислорода. Определить давление смеси, если температура окружающей среды 7 С.

3. В баллоне емкостью 20 л находится азот при 127С. После того, как часть газа выпустили, давление понизилось на 2*10^5 Па. Определить массу выпущенного азота. Процесс считать изотермическим.

4. В сосуде, имеющем форму шара, радиус которого 0,2 м, находится 80 г кислорода. До какой температуры можно нагревать сосуд, если его стенки выдерживают давление 7*10^5 Па?

5. При какой температуре находится газ, если при нагревании его на 20С при постоянном давлении объем увеличился в 2 раза? Для каких газов это возможно?

6. В баллоне под давлением 1 МПа находится газовая смесь из кислорода и азота. Считая, что масса азота составляет 80% от массы смеси, определить парциальное давление отдельных газов.

7. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление p1=2 МПа и температура T1=800 К, в другом – p2=2,5 МПа, T2=200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры T=200 К. Определить установившееся в сосудах давление p.

8. При температуре 27°С и давлении 12*10⁵ Па плотность смеси водорода и азота 10 г/дм³. Определить молярную массу смеси.

 9. До какой температуры нужно нагреть запаянный шар, содержащий 35 г во-ды, чтобы шар разорвался, если известно, что стенки шара выдерживают давление 2*10^7 Па? Емкость шара 1л.

10. В пустой сосуд емкостью 5 дм3 впустили 3 дм3 азота под давлением 250 кПа и 4 дм3 водорода под давлением 50 кПа. Каково давление образовавшейся смеси?

 11. Давление идеального газа 2 МПа, концентрация молекул 2*10^23 см-3. Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы и температуру газа.

12. Определить среднюю кинетическую энергию одной молекулы неона, кислорода и водяного пара при температуре 500 К.

 13. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 5*10^-21 Дж. Концентрация молекул 3*10^19 см-3. Определить давление газа.

14. Молярная внутренняя энергия некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа.

15. Сколько молекул водорода находится в сосуде емкостью 1 л, если средняя квадратичная скорость движения молекул 500 м/с, а давление на стенки сосуда 1 кПа?

16. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул, содержащихся в 0,25 г водорода при температуре 27С.

17. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы идеального газа равна 4,14*10^-21 Дж?

18. Количество вещества гелия 1,5 моль, температура T=120 К.Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул гелия.

19. В сосуде емкостью 500 см3 находится газ при температуре 47С. Из-за утечки газа из колбы просочилось 1021 молекул. На сколько снизилось давление газа в сосуде?

20. Определить среднюю квадратичную скорость молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V=2 л под давлением p=200 кПа. Масса газа m=0,3 г.

21. Во сколько раз коэффициент диффузии молекул кислорода больше коэффициента диффузии молекул азота? Температура и давление газов одинаковые.

22. Сколько соударений в секунду в среднем испытывает молекула водорода, находящегося при нормальных условиях?

23. Определить коэффициент внутреннего трения углекислого газа при температуре 200 К.

24. Сосуд емкостью 10 л содержит водород массой 20 г. Определить среднее число соударений молекул в секунду, если температура газа 300 К.

25. Динамическая вязкость кислорода при нормальных условиях 1,91*10-4 кг/(м*с). Какова средняя длина свободного пробега молекул кислорода при этих условиях?

26. В сосуде находится углекислый газ, плотность которого 1,7 кг/м3. Средняя длина свободного пробега его молекул 79 нм. Найти диаметр молекул унлекислого газа.

27. Определить среднюю длину свободного пробега молекул азота, если плотность разреженного газа 0,9*10-6 кг/м3.

28. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул кислорода равна 1,25 м, если температура газа 47°С?

 29. Вычислить среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при давлении 1*10^5 Па и температуре 10 С.

30. Вычислить коэффициент диффузии воздуха при давлении p=105 Па и температуре t=17С.

31. Количество 1 кмоль азота, находящегося при нормальных условиях, расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2=5V1. Найти изменение внутренней энергии газа и работу, совершенную газом при расширении.

 32. Найти работу и изменение внутренней энергии при адиабатном расширении 0,5 кг воздуха, если его объем увеличился в 5 раз. Начальная температура 17°С.

 33. Определить количество теплоты, сообщенное 14 г азота, если он был изобарически нагрет от 37°С до 187°С. Какую работу при этом совершит газ и как изменится его внутренняя энергия?

34. Во сколько раз увеличится объем 2 моль водорода при изотермическом расширении при температуре 27С, если при этом была затрачена теплота 8 кДж?

35. Водород, занимающий объем 4 л и находящийся под давлением 105 Па, адиабатно сжат до объема 1л. Найти работу сжатия и изменение внутренней энергии водорода.

36. Масса m=10,5 г азота изотермически расширяется при температуре t=-23С, причем его давление изменяется от p1=250 кПа до p2=100 кПа. Найти работу, совершенную газом при расширении.

37. При нагревании 0,5 кмоль азота было передано 1000 Дж теплоты. Определить работу расширения при постоянном давлении.

38. Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить углекислому газу массой 440 г, чтобы нагреть его на 10 К: а) изохорно; б) изобарно.

39. Какое количество теплоты нужно сообщить 1 моль кислорода, чтобы он совершил работу в 10 Дж: а) при изотермическом процессе; б) при изобарном?

40. Азот массой 1 кг, находящийся при температуре 300 К, сжимают: а) изотермически; б) адиабатно, увеличивая давление в 10 раз. Определить работу, затраченную на сжатие газа, в обоих случаях.

41. Какая часть теплоты, полученной от нагревателя, отдается холодильнику при прямом цикле Карно, если температура нагревателя в четыре раза больше температуры холодильника?

42. Найти КПД цикла, состоящего из двух изобар и из двух адиабат, если температуры характерных точек равны Т1=370 К, Т2=600 К, Т3=500 К, Т4=350 К. Решение пояснить диаграммой PV.

43. За счет 1 кДж теплоты, полученного от нагревателя, машина, работающая по циклу Карно, совершает работу 0,5 кДж. Температура нагревателя 500 К. Определить температуру холодильника.

44. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя Т1=500 К, температура холодильника Т2=250 К. Определить термический КПД цикла, а также работу рабочего вещества при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа 70 Дж.

45. Определить, на сколько процентов изменится КПД прямого цикла Карно, если температура нагревателя 894 К, а температура холодильника уменьшилась от 494 К до 394 К.

46. Совершая прямой цикл Карно, газ отдал холодильнику 25 % теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя 500 К.

47. Тепловая машина работает по циклу Карно, КПД которого 0,2. Каким будет КПД этой машины, если она совершит тот же цикл в обратном направлении?

48. Холодильная машина работает по обратному циклу Карно, КПД которого 300%. Каков будет КПД тепловой машины, работающей по прямому циклу Карно?

49. Определить работу идеальной тепловой машины за один цикл, если она в течение цикла получает от нагревателя количество теплоты 2095 Дж. Температура нагревателя 500 К, холодильника 300 К.

50. Температура нагревателя тепловой машины, работающей по циклу Карно, 480 К, температура холодильника 390 К. Какой должна быть температура нагревателя при неизменной температуре холодильника, чтобы КПД машины увеличился в 2 раза?

51. При изобарном расширении водорода массой 200 г его объем увеличивается в 3 раза. Определить изменение энтропии водорода при этом процессе.

52. Определить изменение энтропии, происходящее при смешивании 2 кг воды при температуре 250 К и 4 кг воды при температуре 300 К.

53. Объем кислорода, масса которого 10 г, увеличился в 4 раза: а) изотермически; б) адиабатно. Каково изменение энтропии в этих случаях?

54. Определить изменение энтропии 1 моль идеального газа при изохорном, изобарном и изотермическом процессах.

 55. Определить изменение энтропии 2 кг расплавленного свинца при охлаждении его от 327°С до 10°С. Температура плавления свинца 327°С.

 56. Найти изменение энтропии при нагревании 1 кг воды от 0°С до 100°С и последующем превращении ее в пар при той же температуре.

57. Найти изменение энтропии при изотермическом расширении 6 г водорода, если при этом давление его изменится от p1=100 кПа до p2=50 кПа?

 58. Определить изменение энтропии при изобарном нагревании 0,1 кг азота от 17°С до 97°С.

 59. Лед массой 0,2 кг, находящийся при температуре -30°С, превращается в пар. Определить изменение энтропии в этом случае.

 60. Железо массой 1 кг при температуре 100°С находится в тепловом контакте с таким же куском железа при 0°С. Чему будет равно изменение энтропии при достижении равновесной температуры 50°С? Считать, что молярная теплоемкость железа 25,14 Дж/К.

Автор страницы: admin