Поиск задач

Задачи на тему Основы термодинамики


75.1. Приведите примеры превращения механической энергии во внутреннюю и обратно в технике и быту.

75.2. От каких физических величин зависит внутренняя энергия тела

75.3. Чему равна внутренняя энергия идеального одноатомного газа

76.1. Почему газы при сжатии нагреваются

76.2. Положительную или отрицательную работу совершают внешние силы при изотермическом процессе, изображенном на рисунке 13.2

77.1. Что называют количеством теплоты

77.2. От чего зависит удельная теплоемкость вещества

77.3. Что называют удельной теплотой парообразования

77.4. Что называют удельной теплотой плавления

77.5. В каких случаях количество теплоты положительная величина, а в каких случаях отрицательная

78.1. Как формулируется первый закон термодинамики

78.2. В каком случае изменение внутренней энергии отрицательно

78.3. Почему можно говорить, что система обладает внутренней энергией, но нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы

79.1. В каком случае работа газа больше: при изотермическом расширении от объема V1 до объема V2 или при изобарном расширении от объема V1 до объема V2

79.2. Как следует записать уравнение теплового баланса для изолированной системы из трех тел, переходящей в равновесное состояние

80.1. Какие процессы называются необратимыми! Назовите наиболее типичные необратимые процессы

80.2. Как формулируется второй закон термодинамики

80.3. Если бы реки потекли вспять, означало бы это, что нарушается закон сохранения энергии

82.1. Какое устройство называют тепловым двигателем

82.2. Какова роль нагревателя, холодильника и рабочего тела в тепловом двигателе

82.3. Что называется коэффициентом полезного действия двигателя

82.4. Чему равно максимальное значение коэффициента полезного действия теплового двигателя

13 пример 1. Аэростат объемом V=500 м3 наполнен гелием под давлением р=105 Па. В результате солнечного нагрева температура газа в аэростате поднялась от t1=10 °С до t2=25 °С. Насколько увеличилась внутренняя энергия газа?

13 пример 2. В цилиндре под тяжелым поршнем находится углекислый газ (M=0,044 кг/моль) массой m=0,20 кг. Газ нагревается на ΔT=88 К. Какую работу он при этом совершает?

13 пример 3. Во время расширения газа, вызванного его нагреванием, в цилиндре с площадью поперечного сечения S=200 см2 газу было передано количество теплоты Q=1,5*105 Дж, причем давление газа оставалось постоянным и равным p=2*107 Па. Насколько изменилась внутренняя энергия газа, если поршень передвинулся на расстояние Δh=30 см?

Упражнение 15.1. Как изменится внутренняя энергия одноатомного идеального газа, если его давление увеличится в 3 раза, а объем уменьшится в 2 раза?

Упражнение 15.2. Термодинамической системе передано количество теплоты 200 Дж. Как изменилась внутренняя энергия системы, если при этом она совершила работу 400 Дж?

Упражнение 15.3. Стержень отбойного молотка приводится в движение сжатым воздухом. Масса воздуха в цилиндре за время хода поршня меняется от 0,1 до 0,5 г. Считая давление воздуха в цилиндре и температуру (27 °С) постоянными, определите работу газа за один ход поршня. Молярная масса воздуха M=0,029 кг/моль.

Упражнение 15.4. На одинаковые газовые горелки поставили два одинаковых плотно закупоренных сосуда вместимостью по 1 л. В одном сосуде находится вода, а в другом-воздух. Какой сосуд быстрее нагревается до 50 °С? Почему?

Упражнение 15.5. Предложен следующий проект вечного двигателя (рис. 13.12). Закрытый сосуд разделен на две половинки герметичной перегородкой, сквозь которую пропущены трубка и водяная турбина в кожухе с двумя отверстиями. Давление воздуха в нижней части больше, чем в верхней. Вода поднимается по трубке и наполняет открытую камеру. В нижней части очередная порция воды выливается из камеры турбины, подошедшей к отверстию кожуха. Почему данная машина не будет работать вечно?

Упражнение 15.6. Положительна или отрицательна работа газа в процессах 1-2, 2-3 и 3-1 на рисунке 10.5? Получает газ тепло или отдает в каждом из этих процессов?

Упражнение 15.7. Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания гелия массой 4 кг на 100 К?

Упражнение 15.8. Вычислите увеличение внутренней энергии водорода массой 2 кг при изобарном его нагревании на 10 К. (Удельная теплоемкость водорода при постоянном давлении равна 14 кДж/(кг*К))

Упражнение 15.9. В цилиндре компрессора сжимают идеальный одноатомный газ, количество вещества которого 4 моль. Определите, насколько поднялась температура газа за один ход поршня, если при этом была совершена работа 500 Дж. Процесс считайте адиабатным.

Упражнение 15.10. В калориметре находится вода массой 0,4 кг при температуре 10 °С. В воду положили лед массой 0,6 кг при температуре-40 °С. Какая температура установится в калориметре, если его теплоемкость ничтожно мала?

Упражнение 15.11. Какой должна быть температура нагревателя, для того чтобы стало возможным достижение значения КПД тепловой машины 80%, если температура холодильника 27 °С?

Упражнение 15.12. В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты Q1=1,5*106 Дж, передано холодильнику Q2=-1,2*106 Дж. Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250 °С и 30 °С.