На главную страницу
Поиск задач
Найти задачу можно, введя ее условие. Если с первого раза не нашли решение на нужное готовое задание, попробуте поиск по другим похожим ключевым фразам из ее условия

Задачи на тему - Физические основы МКТ и термодинамики


5.1: Какую температуру T имеет масса m=2 г азота, занимающего объем V=820 см3 при давлении p=0,2 МПа?

5.2: Какой объем V занимает масса m=10 г кислорода при давлении p=100 кПа и температуре t=20° С?

5.3: Баллон объемом V=12 л наполнен азотом при давлении p=8,1 МПа и температуре t=17° C. Какая масса m азота находится в баллоне?

5.4: Давление воздуха внутри плотно закупоренной бутылки при температуре t1=7° С было p1=100 кПа. При нагревании бутылки пробка вылетела. До какой температуры t2 нагрели бутылку, если известно, что пробка вылетела при давлении воздуха в бутылке p=130 кПа?

5.5: Каким должен быть наименьшей объем V баллона, вмещающего массу m=6,4 кг кислорода, если его стенки при температуре t=20° С выдерживают давление p=15,7 МПа?

5.6: В баллоне находилась масса m1=10 кг газа при давлении p1=10 МПа. Какую массу Δm газа взяли из баллона, если давление стало равным p2=2,5 МПа? Температуру газа считать постоянной.

5.7: Найти массу m сернистого газа (SO2), занимающего объем V=25 л при температуре t=27 °С и давлении p=100 кПа.

5.8: Найти массу m воздуха, заполняющего аудиторию высотой h=5 м и площадью пола S=200 м2. Давление воздуха p=100 кПа, температура помещения t=17°С. Молярная масса воздуха μ=0,029 кг/моль.

5.9: Во сколько раз плотность воздуха ρ1 заполняющего помещение зимой (t1=7° С), больше его плотности ρ2 летом (t2=37° С)? Давление газа считать постоянным.

5.10: Начертить изотермы массы m=0,5 г водорода для температур: а) t1=0° С; б) t2=100° C.

5.11: Начертить изотермы массы m=15,5 г кислорода для температур: a) t1=39° С; б) t2=180° C.

5.12: Какое количество ν газа находится в баллоне объемом V=10 м3 при давлении p=96 кПа и температуре t=17° С?

5.13: Массу m=5 г азота, находящегося, в закрытом сосуде объемом V=4 л при температуре t1=20° C, нагревают до температуры t2=40° C. Найти давление p1 и p2 газа до и после нагревания.

5.14: Посередине откачанного и запаянного с обеих концов капилляра, расположенного горизонтально, находится столбик ртути длиной l=20 см. Если капилляр поставить вертикально, то столбик ртути переместится на Δl=10 см. До какого давления р0 был откачан капилляр? Длина капилляра L=1 м.

5.15: Общеизвестен шуточный вопрос: Что тяжелее: тонна свинца или тонна пробки? На сколько истинный вес пробки, которая в воздухе весит 9,8 кН, больше истинного веса свинца, который в воздухе весит также 9,8 кН? Температура воздуха t=17° C, давление p=100 кПа.

5.16: Каков должен быть вес р оболочки детского воздушного шарика, наполненного водородом, чтобы результирующая подъемная сила шарика F=0, т.е. чтобы шарик находился во взвешенном состоянии? Воздух и водород находится при нормальных условиях. Давление внутри шарика равно внешнему давлению. Радиус шарика r=12,5 см.

5.17: При температуре t=50° С давление насыщенного водяного пара p=12,3 кПа. Найти плотность ρ водяного пара.

5.18: Найти плотность ρ водорода при температуре t=10° С и давлении p=97,3 кПа.

5.19: Некоторый газ при температуре t=10° С и давлении p=200 кПа имеет плотность ρ=0,34 кг/м3. Найти молярную массу μ газа.

5.20: Сосуд откачан до давления p=1,33·10-9 Па; температура воздуха t=15° C. Найти плотность ρ воздуха в сосуде.

5.21: Масса m=12 г газа занимает объем V=4 л при температуре t1=7° C. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равной ρ=0,6 кг/м3. До какой температуры t2 нагрели газ?

5.22: Масса m=10 г кислорода находится при давлении p=304 кПа и температуре t1=10° C. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объем V2=10 л. Найти объем V1 газа до расширения, температуру t2 газа после расширения, плотности ρ1 и ρ2 газа до и после расширения.

5.23: В запаянном сосуде находится вода, занимающая объем, равный половине объема сосуда. Найти давление p и плотность ρ водяного пара при температуре t=400° C, зная, что при этой температуре вся вода обращается в пар.

5.24: Построить график зависимости плотности ρ кислорода: а) от давления p при температуре T=const=390 К в интервале 0 ≤ p ≤ 400 кПа через каждые 50 кПа; б) от температуры T при p=const=400 кПа в интервале 200 ≤ Т ≥ 300 К через каждые 20 К.

5.25: В закрытом сосуде объемом V=1 м3 находится масса m1=1,6 кг кислорода и масса m2=0,9 кг воды. Найти давление p в сосуде при температуре t=500° C, зная, что при этой температуре вся вода превращается в пар.

5.26: В сосуде 1 объем V1=3 л находится газ под давлением p1=0,2 МПа. В сосуде 2 объем V2=4 л находится тот же газ под давлением р2=0,1 МПа. Температуры газа в обоих сосудах одинаковы. Под каким давлением p будет находиться газ, если соединить сосуды 1 и 2 трубкой?

5.27: В сосуде объемом V=2 л находится масса m1=6 г углекислого газа (СO2) и масса m2 закиси азота (N2O) при температуре t=127° C. Найти давление p смеси в сосуде.

5.28: В сосуде находится масса m1=14 г азота и масса m2=9 г водорода при температуре t=10°С и давлении p=1 МПа. Найти молярную массу μ смеси и объем V сосуда.

5.29: Закрытый сосуд объемом V=2 л наполнен воздухом при нормальных условиях. В сосуд вводится диэтиловый эфир (С2Н5ОС2Н5). После того как весь эфир испарился, давление в сосуде стало равным р=0,14 МПа. Какая масса m эфира была введена в сосуд?

5.30: В сосуде объемом V=0,5 л находится масса m=1 г парообразного йода (I2). При температуре t=1000° С давление в сосуде pc=93,3 кПа. Найти степень диссоциации α молекул йода на атомы. Молярная масса молекул йода μ=0,254 кг/моль.

5.31: В сосуде находится углекислый газ. При некоторой температуре степень диссоциации молекул углекислого газа на кислород и окись углерода α=0,25. Во сколько раз давление в сосуде при этих условиях будет больше того давления, которое имело бы место, если бы молекулы углекислого газа не были диссоциированы?

5.32: В воздухе содержится 23,6% кислорода и 76,4% азота (по массе) при давлении p=100 кПа и температуре t=13°C. Найти плотность ρ воздуха и парциальные давления p1 и p2 кислорода и азота.

5.33: В сосуде находится масса m1=10 г углекислого газа и масса m2=15 г азота. Найти плотность ρ смеси при температуре t=21° С и давлении p=150 кПа.

5.34: Найти массу m0 атома: а) водорода; б) гелия.

5.35: Молекула азота, летящая со скоростью v=600 м/с, упруго ударяется о стенку сосуда по нормали к ней. Найти импульс силы FΔt, полученный стенкой сосуда за время удара.

5.36: Молекула аргона, летящая со скоростью v=500 м/с, упруго ударяется о стенку сосуда. Направление скорости молекулы и нормаль к стенке сосуда составляют угол α=60°. Найти импульс силы FΔt, полученный стенкой сосуда за время удара.

5.37: Молекула азота летит со скоростью v=430 м/с. Найти импульс mv этой молекулы.

5.38: Какое число молекул n содержит единица массы водяного пара?

5.39: В сосуде объемом V=4 л находится масса m=1 г водорода. Какое число молекул n содержит единица объема сосуда?

5.40: Какое число молекул N находится в комнате объемом V=80 м3 при температуре t=17° С и давлении p=100 кПа?

5.41: Какое число молекул n содержит единица объема сосуда при температуре t=10° С и давлении p=1,33·10-9 Па?

5.42: Для получения хорошего вакуума в стеклянном сосуде необходимо подогревать стенки сосуда при откачке для удаления адсорбированного газа. На сколько может повыситься давление в сферическом сосуде радиусом r=10 см, если адсорбированные молекулы перейдут со стенок в сосуд? Площадь поперечного сечения молекул s0=10-19 м2. Температура газа в сосуде t=300° C. Слой молекул на стенках считать мономолекулярным.

5.43: Какое число частиц находится в единице массы парообразного йода (I2), степень диссоциации которого α=0,5 ? Молярная масса молекулярного йода μ=0,254 кг/моль.

5.44: Какое число частиц N находится в массе m=16 г кислорода, степень диссоциации которого α=0,5 ?

5.45: В сосуде находится количество ν1=10-7 молей кислорода и масса m2=10-6 г азота. Температура смеси t=100° C, давление в сосуде p=133 мПа. Найти объем V сосуда, парциальные давления p1 и p2 кислорода и азота и число молекул n в единице объема сосуда.

5.46: Найти среднюю квадратичную скорость √v2 молекул воздуха при температуре t=17° C. Молярная масса воздуха μ=0,029 кг/моль.

5.47: Найти отношение средних квадратичных скоростей молекул гелия и азота при одинаковых температурах.

5.48: В момент взрыва атомной бомбы развивается температура T ≈ 107 К. Считая, что при такой температуре все молекулы полностью диссоциированы на атомы, а атомы ионизированы, найти среднюю квадратичную скорость √v2 иона водорода.

5.49: Найти число молекул n водорода в единице объема сосуда при давлении p=266,6 Па, если средняя квадратичная скорость его молекул √v2=2,4 км/с.

5.50: Плотность некоторого газа ρ=0,06 кг, средняя квадратичная скорость его молекул √v2=500 м/с. Найти давление p, которое газ оказывает на стенки сосуда.

5.51: Во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости молекул воздуха? Масса пылинки m=10-3 г. Воздух считать однородным газом, молярная масса которого μ=0,029 кг/моль.

5.52: Найти импульс mv молекулы водорода при температуре t=20° C. Скорость молекулы считать равной средней квадратичной скорости.

5.53 В сосуде объемом V=2 л находится масса m=10 г кислорода при давлении p=90,6 кПа. Найти среднюю квадратичную скорость √v2 молекул газа, число молекул N, находящихся в сосуде, и плотность ρ газа.

5.54 Частицы гуммигута диаметром σ=1 мкм участвуют в броуновском движении. Плотность гуммигута ρ=1·103 кг/м3. Найти среднюю квадратичную скорость √v2 частиц гуммигута при температуре t=0 °С.

5.55: Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа равна √v2=450 м/с. Давление газа p=50 кПа. Найти плотность ρ газа при этих условиях.

5.56 Плотность некоторого газа ρ=0,082 кг/м3 при давлении p=100 кПа и температуре t=17 °С. Найти среднюю квадратичную скорость √v2 молекул газа. Какова молярная масса μ этого газа?

5.57 Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа при нормальных условиях √v2=461 м/с. Какое число молекул n содержит единица массы этого газа?

5.58 Найти внутреннюю энергию W массы m=20 г кислорода при температуре t=10 °С. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул и какая часть на долю вращательного движения?

5.59 Найти внутреннюю энергию W массы m=1 г воздуха при температуре t=15 °С. Молярная масса воздуха μ=0,029 кг/моль.

5.60: Автомобиль массой m=1 т движется при выключенном моторе с постоянной скоростью v=54 км/ч под гору с уклоном 4 м на каждые 100 м пути. Какую мощность N должен развивать двигатель автомобиля, чтобы автомобиль двигался с той же скоростью в гору?

5.61 Найти внутреннюю энергию W двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом V=2 л под давлением p=150 кПа.

5.62: Энергия поступательного движения молекул азота, находящегося в баллоне объем V=20 л, W=5 кДж, а средняя квадратичная скорость его молекул √v2=2·103 м/с. Найти массу m азота в баллоне и давление p, под которым он находится.

5.63: При какой температуре Т энергия теплового движения атомов гелия будет достаточна для того, чтобы атомы гелия преодолели земное тяготение и навсегда покинули земную атмосферу? Решить аналогичную задачу для Луны.

5.64: Масса m=1 кг двухатомного газа находится под давлением p=80 кПа и имеет плотность ρ=4 кг/м3 Найти энергию теплового движения W молекул газа при этих условиях.

5.65: Какое число молекул N двухатомного газа содержит объем V=10 см3 при давлении p=5,3 кПа и температуре t=27° С? Какой энергией теплового движения W обладают эти молекулы?

5.66: Найти удельную теплоемкость c кислорода для: а) V=const; б) p=const.

5.67: Найти удельную теплоемкость cp : а) хлористого водорода; б) неона; в) окиси азота; г) окиси углерода; д) паров ртути.

5.68: Найти отношение удельных теплоемкостей cp/сv для кислорода.

5.69: Удельная теплоемкость некоторого двухатомного газа cp=14,7 кДж/(кг·К). Найти молярную массу μ этого газа.

5.70: Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях ρ=1,43 кг/м3. Найти удельные теплоемкости сv и cp этого газа.

5.71: Молярная масса некоторого газа μ=0,03 кг/моль, отношение cp/сv=1,4. Найти удельные теплоемкости сv и cp этого газа.

5.72: Во сколько раз молярная теплоемкость С\' гремучего газа больше молярной теплоемкости С водяного пара, получившегося при его сгорании? Задачу решить для: а) V=const; б) p=const.

5.73: Найти степень диссоциации α кислорода, если его удельная теплоемкость при постоянном давлении cp=1,05 кДж/(кг·К).

5.74: Найти удельные теплоемкости сv и cp парообразного йода (I2), если степень диссоциации его α=0,5. Молярная масса молекулярного йода μ=0,254 кг/моль.

5.75: Найти степень диссоциация α азота, если для него отношение cp/сv=1,47.

5.76: Найти удельную теплоемкость cp газовой смеси, состоящей из количества v1=3 кмоль аргона и количества v2=3 кмоль азота.

5.77: Найти отношение cp/сv для газовой смеси, состоящей из массы m1=8 г гелия и массы m2=16 г кислорода.

5.78: Удельная теплоемкость газовой смеси, состоящей из количества v1=1 кмоль кислорода и некоторой массы m2 аргона равна сv=430 Дж/(кг·К). Какая масса m2 аргона находится в газовой смеси?

5.79: Масса m=10 г кислорода находится при давлении p=0,3 МПа и температуре t=10° C. После нагревания при p=const газ занял объем V2=10 л. Найти количество теплоты Q, полученное газом, и энергию теплового движения молекул газа W до и после нагревания.

5.80: Масса m=12 г азота находится в закрытом сосуде объемом V=2 л при температуре t=10° C. После нагревания давление в сосуде стало равным p=1,33 МПа. Какое количество теплоты Q сообщено газу при нагревании?

5.81: В сосуде объемом V=0,1 МПа находится азот при давлении p=0,1 МПа. Какое количество теплоты Q надо сообщить азоту, чтобы: а) при p=const объем увеличился вдвое; б) при V=const давление увеличилось вдвое?

5.82: В закрытом сосуде находится масса m=14 г азота при давлении p1=0,1 МПа и температуре t=27° C. После нагревания давление в сосуде повысилось в 5 раз. До какой температуры t2 был нагрет газ? Найти объем V сосуда и количество теплоты Q, сообщенное газу.

5.83: Какое количество теплоты Q надо сообщить массе m=12 г кислорода, чтобы нагреть его на Δt=50° С при p=const?

5.84: На нагревание массы m=40 г кислорода от температуры t1=16° С до t2=40° С затрачено количество теплоты Q=628 Дж. При каких условиях нагревался газ (при постоянном объеме или при постоянном давлении)?

5.85: В закрытом сосуде объемом V=10 л находится воздух при давлении p=0,1 МПа. Какое количество теплоты Q надо сообщить воздуху, чтобы повысить давление в сосуде в 5 раз?

5.86: Какую массу m углекислого газа можно нагреть при p=const от температуры t1=20° С до t2=100° С количеством теплоты Q=222 Дж? На сколько при этом изменится кинетическая энергия одной молекулы?

5.87: В закрытом сосуде объем V=2 л находится азот, плотность которого ρ=1,4 кг/м3. Какое количество теплоты Q надо сообщить азоту, чтобы нагреть его на ΔT=100 K?

5.88: Азот находится в закрытом сосуде объемом V=3 л при температуре t1=27° С и давлении p1=0,3 МПа. После нагревания давление в сосуде повысилось до p2=2,5 МПа. Найти температуру t2 азота после нагревания и количество теплоты Q, сообщенное азоту.

5.89: Для нагревания некоторой массы газа на Δt1=50° С при p=const необходимо затратить количество теплоты Q1=670 Дж. Если эту же массу газа охладить на Δt2=100° С при V=const, то выделяется количество теплоты Q2=1005 Дж. Какое число степеней свободы i имеют молекулы этого газа?

5.90: Масса m=10 г азота находится в закрытом сосуде при температуре t1=7° C. Какое количество теплоты Q надо сообщить азоту, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул вдвое? Во сколько раз при этом изменится температура газа? Во сколько раз при этом изменится давление газа на стенки сосуда?

5.91: Гелий находится в закрытом сосуде объемом V=2 л при температуре t1=20° С и давлении p1=100 кПа. Какое количество теплоты Q надо сообщить гелию, чтобы повысить его температуру на Δt=100° С? Каковы будут при новой температуре средняя квадратичная скорость √v2 его молекул, давление p2, плотность ρ2 гелия и энергия теплового движения W его молекул?

5.92: В закрытом сосуде объемом V=2 л находится масса m азота и масса m аргона при нормальных условиях. Какое количество теплоты Q надо сообщить, чтобы нагреть газовую смесь на Δt=100° С?

5.93 Найти среднюю арифметическую v, среднюю квадратичную √v2 и наиболее вероятную vв скорости молекул газа, который при давлении p=40 кПа имеет плотность ρ=0,3 кг/м3.

5.94: При какой температуре Т средняя квадратичная скорость молекул азота больше их наиболее вероятной скорости на Δv=50 м/с?

5.95: Какая часть молекул кислорода при t=0° С обладает скоростями v от 100 до 110 м/с?

5.96: Какая часть молекул азота при t=150 °С обладает скоростями v от 300 до 325 м/с?

5.97 Какая часть молекул водорода при t=0 °С обладает скоростями v от 2000 до 2100 м/с?

5.98: Во сколько раз число молекул ΔN1, скорости которых лежат в интервале от vв до vв + Δv, больше числа молекул ΔN2, скорости которых лежат в интервале от √v2 до √v2 + Δv ?

5.99: Какая часть молекул азота при температуре Т имеет скорости, лежащие в интервале от vв до vв + Δv, где Δv=20 м/с. если: а) T=400 К; б) T=900 К?

5.100: Какая часть молекул азота при температуре t=150° С имеет скорости, лежащие в интервале от v1 300 м/c до v2=800 м/с?

5.101 Какая часть общего числа N молекул имеет скорости: а) больше наиболее вероятной скорости vв, б) меньше наиболее вероятной скорости vв ?

5.102 В сосуде находится масса m=2,5 г кислорода. Найти число Nx молекул кислорода, скорости которых превышают среднюю квадратичную скорость √v2.

5.103 В сосуде находится масса m=8 г кислорода при температуре T=1600 К. Какое число Nx молекул кислорода имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W0=6,65·10-20 Дж?

5.104 Энергию заряженных частиц часто выражают в электронвольтах: 1 эВ-энергия, которую приобретает электрон, пройдя в электрическом поле разность потенциалов U=1 B, причем 1 эВ=1,60219-19 Дж. При какой температуре T0 средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул W0=1 эВ? При какой температуре 50% всех молекул имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W0=1 эВ?

5.105 Молярная энергия, необходимая для ионизации атомов гелия Wi=418,68 кДж/моль. При какой температуре T газа 10% всех молекул имеют молярную кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию Wi ?

5.106 Обсерватория расположена на высоте h=3250 м над уровнем моря. Найти давление воздуха на этой высоте. Температуру воздуха считать постоянной и равной t=5° C. Молярная масса воздуха μ=0,029 кг/моль. Давление воздуха на уровне моря p0=101,3 кПа.

5.107 На какой высоте h давление воздуха составляет 75% от давления на уровне моря? Температуру воздуха считать постоянной и равной t=0° C.

5.108 Пассажирский самолет совершает полеты на высоте h1=8300 м. Чтобы не снабжать пассажиров кислородными масками, в кабине при помощи компрессора поддерживается постоянное давление, соответствующее высоте h2=2700 м. Найти разность давлений внутри и снаружи кабины. Температуру наружного воздуха считать равной t1=0° C.

5.109 Найти в предыдущей задаче, во сколько раз плотность ρ2 воздуха в кабине больше плотности ρ1 воздуха вне ее, если температура наружного воздуха t1=-20° C, а температура воздуха в кабине t2=+ 20° C.

5.110 Найти плотность ρ воздуха: а) у поверхности Земли; б) на высоте h=4 км от поверхности Земли. Температуру воздуха считать постоянной и равной t=0° C. Давление воздуха у поверхности Земли p0=100 кПа.

5.111 На какой высоте h плотность газа вдвое меньше его плотности на уровне моря? Температуру газа считать постоянной и равной t=0° C. Задачу решить для: а) воздуха, б) водорода.

5.112 Перрен, наблюдая при помощи микроскопа изменение концентрации взвешенных частиц гуммигута с изменением высоты и применяя барометрическую формулу, экспериментально нашел значение постоянной Авогадро NА. В одном из опытов Перрен нашел, что при расстоянии между двумя слоями Δh=100 мкм число взвешенных частиц гуммигута в одном слое вдвое больше, чем в другом. Температура гуммигута t=20° C. Частицы гуммигута диаметром σ=0,3 мкм были взвешены в жидкости, плотность которой на Δρ=0,2·103 кг/м3 меньше плотности частиц. Найти по этим данным значение постоянной Авогадро NА.

5.113 Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул углекислого газа при температуре t=100° С и давлении p=13,3 Па. Диаметр молекул углекислого газа σ=0,32 нм.

5.114 При помощи ионизационного манометра, установленного на искусственном спутнике Земли, было обнаружено, что на высоте h=300 км от поверхности Земли концентрация частиц газа в атмосфере n=1015 м-3. Найти среднюю длину свободного пробега λ частиц газа на этой высоте. Диаметр частиц газа σ=0,2 нм.

5.115 Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул воздуха при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм.

5.116 Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул углекислого газа при температуре t=100° C, если средняя длина свободного пробега λ=870 мкм.

5.117 Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул азота при давлении p=53,33 кПа и температуре t=27° C.

5.118 В сосуде объемом V=0,5 л находится кислород при нормальных условиях. Найти общее число столкновений Z между молекулами кислорода в этом объеме за единицу времени.

5.119 Во сколько раз уменьшится число столкновений z в единицу времени молекул двухатомного газа, если объем газа адиабатически увеличить в 2 раза?

5.120 Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул азота при давлении p=10 кПа и температуре t=17° C.

5.121 Найти среднюю длину свободного пробега λ атомов гелия, если известно, что плотность гелия ρ=0,021 кг/м3.

5.122 Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул водорода при давлении p=0,133 Па и температуре t=50° C.

5.123 При некотором давлении и температуре t=0° С средняя длина свободного пробега молекул кислорода λ=95 нм. Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул кислорода, если при той же температуре давление кислорода уменьшить в 100 раз.

5.124 При некоторых условиях средняя длина свободного пробега молекул газа λ=160 нм; средняя арифметическая скорость его молекул v=1,95 км/с. Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул этого газа, если при той же температуре давление газа уменьшить в 1,27 раза.

5.125 В сосуде объем V=100 см3 находится масса m=0,5 г азота. Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул азота.

5.126 В сосуде находится углекислый газ, плотность которого ρ=1,7 кг/м3. Средняя длина свободного пробега его молекул λ=79 нм. Найти диаметр σ молекул углекислого газа.

5.127 Найти среднее время τ между двумя последовательными столкновениями молекул азота при давлении p=133 Па, температуре t=10° C.

5.128 Сосуд с воздухом откачан до давления p=1,33·10-4 Па. Найти плотность ρ воздуха в сосуде, число молекул n в единице объема сосуда и среднюю длину свободного пробега λ молекул. Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм. Молярная масса воздуха μ=0,029 кг/моль. Температура воздуха t=17° C.

5.129 Какое предельное число n молекул газа должно находиться в единице объема сферического сосуда, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом? Диаметр молекул газа σ=0,3 нм, диаметр сосуда D=15 см.

5.130 Какое давление p надо создать внутри сферического сосуда, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом, если диаметр сосуда: a) D=1 см; б) D=10 см; в) D=100 см? Диаметр молекул газа σ=0,3 нм.

5.131 Расстояние между катодом и анодом в разрядной трубке d=15 см. Какое давление р надо создать в разрядной трубке, чтобы электроны не сталкивались с молекулами воздуха на пути от катода к аноду? Температура воздуха t=27° C. Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм. Средняя длина свободного пробега электрона в газе приблизительно в 5,7 раза больше средней длины свободного пробега молекул самого газа.

5.132 В сферической колбе объемом V=1 л находится азот. При какой плотности ρ азота средняя длина свободного пробега молекул азота больше размеров сосуда?

5.133 Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул некоторого газа, если средняя длина свободного пробега λ=5 мкм, а средняя квадратичная скорость его молекул √v=500 м/с.

5.134 Найти коэффициент диффузии D водорода при нормальных условиях, если средняя длина свободного пробега λ=0,16 мкм.

5.135 Найти коэффициент диффузии D гелия при нормальных условиях.

5.136 Построить график зависимости коэффициента диффузии D водорода от температуры T в интервале 100 ≤ Т ≤ 600 К через каждые 100 К при p=const=100 кПа.

5.137 Найти массу m азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку S=0,01 м2 за время t=10 c, если градиент плоскости в направлении, перпендикулярном к площадке, Δρ/Δx=1,26 кг/м4. Температура азота t=27° C. Средняя длина свободного пробега молекул азота λ=10 мкм.

5.138 При каком давлении p отношение вязкости некоторого газа к коэффициенту его диффузии n/D=0,3 кг/м3, а средняя квадратичная скорость его молекул √v2=632 м/с?

5.139 Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул гелия при давлении p=101,3 кПа и температуре t=0°C, если вязкость гелия η=13 мкПа·с.

5.140 Найти вязкость η азота при нормальных условиях, если коэффициент диффузии для него D=1,42·10-5 м2/с. Найти диаметр молекулы кислорода, если при температуре вязкость кислорода.

5.141 Найти диаметр σ молекулы кислорода, если при температуре t=0° С вязкость кислорода η=18,8 мкПа/с.

5.142 Построить график зависимости вязкости η азота от температуры T в интервале 100 ≤ Т ≤ 600 К через каждые 100 К.

5.143 Найти коэффициент диффузии D и вязкость η воздуха при давлении р=101,3 кПа и температуре t=10° C. Диаметр молекул воздуха δ=0,3 нм.

5.144 Во сколько раз вязкость кислорода больше вязкости азота? Температуры газов одинаковы.

5.145 Коэффициент диффузии и вязкость водорода при некоторых условиях равны D=1,42·10-4 м2/с и η=8,5 мкПа·с. Найти число n молекул водорода в единице объема.

5.146 Коэффициент диффузии и вязкость кислорода при некоторых условиях равны D=1,22·10-5 м2/с и η=19,5 мкПа·с. Найти плотность ρ кислорода, среднюю длину свободного пробега λ и среднюю арифметическую скорость v его молекул.

5.147 Какой наибольшей скорости v может достичь дождевая капля диаметром D=0,3 мм? Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм. Температура воздуха t=0° C. Считать, что для дождевой капли справедлив закон Стокса.

5.148 Самолет летит со скоростью v=360 км/ч. Считая, что слой воздуха у крыла самолета, увлекаемый вследствие вязкости, d=4 см, найти касательную силу Fs, действующую на единицу поверхности крыла. Диаметр молекул σ=0,3 нм. Температура воздуха t=0° C.

5.149 Пространство между двумя коаксиальными цилиндрами заполнено газом. Радиусы цилиндров равны r=5 см и R=5,2 см. Высота внутреннего цилиндра h=25 см. Внешний цилиндр вращается с частотой n=360 об/мин. Для того чтобы внутренней цилиндр оставался неподвижным, к нему надо приложить касательную силу F=1,38 мН. Рассматривая в первом приближении случай как плоский, найти из данных этого опыта вязкость η газа, находящегося между цилиндрами.

5.150 Найти теплопроводность K водорода, вязкость которого η=8,6 мкПа·с.

5.151 Найти теплопроводность K воздуха при давлении p=100 кПа и температуре t=10° C. Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм.

5.152 Построить график зависимости теплопроводности К от температуры T в интервале 100 ≤ T ≤ 600 К через каждые 100 К.

5.153 В сосуде объемом V=2 л находится N=4·1022 молекул двухатомного газа. Теплопроводность газа К=14 мВт/(м·К). Найти коэффициент диффузии D газа.

5.154 Углекислый газ и азот находится при одинаковых температурах и давлениях. Найти для этих газов отношение: а) коэффициентов диффузии; б)вязкостей; в) теплопроводностей. Диаметры молекул газов считать одинаковыми.

5.155 Расстояние между стенками дьюаровского сосуда d=8 мм. При каком давлении p теплопроводность воздуха, находящегося между стенками сосуда, начнет уменьшатся при откачке? Температура воздуха t=17° C. Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм.

5.156 Цилиндрический термос с внутренним радиусом r1=9 см и внешним радиусом r2=10 см наполнен льдом. Высота термоса h=20 см. Температура льда t1=0° C, температура наружного воздуха t2=20° C. При каком предельном давлении р воздуха между стенками термоса теплопроводность К еще будет зависеть от давления? Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм, а температуру воздуха между стенками термоса считать равной среднему арифметическому температур льда и наружного воздуха. Найти теплопроводность К воздуха, заключенного между стенками термоса, при давлениях p1=101,3 кПа и p2=13,3 мПа, если молярная масса воздуха μ=0,029 кг/моль. Какое количество теплоты Q проходит за время Δt=1 мин через боковую поверхность термоса средним радиусом r=9,5 см при давлениях p1=101,3 кПа и р2=13,3 мПа?

5.157 Какое количество теплоты Q теряет помещение за время t=1 час через окно за счет теплопроводности воздуха, заключенного между рамами? Площадь каждой рамы S=4 м2, расстояние между ними d=30 см. Температура помещения t1=18° С, температура наружного воздуха t2=-20° C. Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм. Температуру воздуха между рамами считать равной среднему арифметическому температур помещения и наружного воздуха. Давление p=101,3 кПа.

5.158 Между двумя пластинами, находящимися на расстоянии d=1 мм друг от друга, находится воздух. Между пластинами поддерживается разность температур ΔT=1 К. Площадь каждой пластины S=0,01 м2. Какое количество теплоты Q передается за счет теплопроводности от одной пластины к другой за время t=10 мин? Считать, что воздух находится при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха σ=0,3 нм.

5.159 Масса m=10 г кислорода находится при давлении p=300 кПа и температуре t=10° C. После нагревания при p=const газ занял объем V=10 л. Найти количество теплоты Q, полученное газом, изменение ΔW внутренний энергии газа и работу А, совершению газом при расширении.

5.160 Масса m=6,5 г водорода, находящегося при температуре t=27° C, расширяется вдвое при p=const за счет притока тепла извне. Найти работу А расширения газа, изменение ΔW внутренний энергии газа и количество теплоты Q, сообщенное газу.

5.161 В закрытом сосуде находится масса m1=20 г азота и масса m2=32 г кислорода. Найти изменение ΔW внутренней энергии смеси газов при охлаждении ее на ΔT=28 К.

5.162: Количество ν=2 кмоль углекислого газа нагревается ври постоянном давлении на ΔT=50 К. Найти изменение ΔW внутренней энергии газа, работу А расширения газа и количество теплоты Q, сообщенное газу.

5.163: Двухатомному газу сообщено количество теплоты Q=2,093 кДж. Газ расширяется при p=const. Найти работу А расширения газа.

5.164: При изобарическом расширении двухатомного газа была совершена работа А=156,8 Дж. Какое количество теплоты Q было сообщено газу?

5.165 В сосуде объемом V=5 л находится газ при давлении p=200 кПа и температуре t=17 °С. При изобарическом расширении газа была совершена работа A=196 Дж. На сколько нагрели газ?

5.166: Масса m=7 г углекислого газа была нагрета на ΔT=10 К в условиях свободного расширения. Найти работу А расширения газа и изменение ΔW его внутренней энергии.

5.167: Количество ν=1 кмоль многоатомного газа нагревается на ΔT=100 К в условиях свободного расширения. Найти количество теплоты Q, сообщенное газу, изменение ΔW его внутренней энергии и работу А расширения газа.

5.168: В сосуде под поршнем находится масса m=1 г азота. Какое количество теплоты Q надо затратить, чтобы нагреть азот на ΔT=10 К? На сколько при этом поднимется поршень? Масса поршня M=1 кг, площадь его поперечного сечения S=10 см2. Давление над поршнем p=100 кПа.

5.169: В сосуде под поршнем находится гремучий газ. Какое количество теплоты Q выделяется при взрыве гремучего газа, если известно, что внутренняя энергия газа изменилась при этом на ΔW=336 Дж и поршень поднялся на высоту Δh=20 см? Масса поршня M=2 кг, площадь его поперечного сечения S=10 см2. Над поршнем находится воздух при нормальных условиях.

5.170: Масса m=10,5 г азота изотермически расширяется при температуре t=-23° C, причем его давление изменится от p1=250 кПа до p2=100 кПа. Найти работу A, совершенную газом при расширении.

5.171: При изотермическом расширении массы m=10 г азота, находящегося при температуре t=17° C, была совершена работа А=860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении?

5.172: Работа изотермического расширения массы m=10 г некоторого газа от объема V1, до V2=2V1 оказалась равной А=575 Дж. Найти среднюю квадратичную скорость √v2 молекул газа при этой температуре.

5.173: Гелий, находящийся при нормальных условиях, изотермически расширяется от объема V1=1 л до V2=2 л. Найти работу A, совершенную газом при расширении, и количество теплоты Q, сообщенное газу.

5.174: При изобарическом расширении газа, занимавшего объем V=2 м3, давление его меняется от p1=0,5 МПа до p2=0,4 МПа. Найти работу А, совершенную при этом.

5.175: До какой температуры t2 охладится воздух, находящийся при t1=0° C, если он расширяется адиабатически от объема V1 до V2=2V1.

5.176: Объем V1=7,5 л кислорода адиабатически сжимается до объема V2=1 л, причем в конце сжатия установилось давление p2=1,6 МПа. Под каким давлением p1 находится газ до сжатия?

5.177: При адиабатическом сжатии воздуха в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания давление изменится от p1=0,1 МПа до p2=3,5 МПа. Начальная температура воздуха t=40° C. Найти температуру воздуха в конце сжатия.

5.178: Газ расширяется адиабатически, причем объем его увеличивается вдвое, а термодинамическая температура падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы i имеют молекулы этого газа?

5.179: Двухатомный газ, находящийся при давлении p1=2 МПа и температуре t1=27° C, сжимается адиабатически объема V1 до V2=0,5V1. Найти температуру t2 и давление p2 газа после сжатия.

5.180: В сосуде под поршнем находится гремучий газ, занимающий при нормальных условиях объем V1=0,1 л. При быстром сжатии газ воспламеняется. Найти температуру T воспламенения гремучего газа, если известно, что работа сжатия А=46,35 Дж.

5.181: В сосуде под давлением находится газ при нормальных условиях. Расстояние между дном сосуда и дном поршня h=25 см. Когда на поршень положили груз массой m=20 кг, поршень опустится на Δh=13,4 см. Считая сжатие адиабатическим, найти для данного газа отношение сp/сv. Площадь поперечного сечения поршня S=10 см2. Массой поршня пренебречь.

5.182: Двухатомный газ занимает объем V1=0,5 л при давлении p=50 кПа. Газ сжимается адиабатически до некоторого объема V2 и давления р2. Затем он охлаждается при V2=const до первоначальной температуры, причем его давление становится равным p0=100 кПа. Начертить график этого процесса. Найти объем V2 и давление p2.

5.183: Газ расширяется адиабатически так, что его давление падает от p1=200 кПа до p2=100 кПа. Затем он нагревается при постоянном объеме до первоначальной температуры, причем его давление становится равным p=122 кПа. Найти отношение cp/сv для этого газа. Начертить график этого процесса.

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

5.185: Необходимо сжать воздух от объема V1=10 л до V2=2 л. Как выгоднее его сжимать (адиабатически или изотермически)?

5.186: При адиабатическом сжатии количества ν=1 кмоль двухатомного газа была совершена работа A=146 кДж. На сколько увеличилась температура газа при сжатии?

5.187: Во сколько раз уменьшится средняя квадратичная скорость молекул двухатомного газа при адиабатическом увеличении объема газа в два раза?

5.188: Масса m=10 г кислорода, находящегося при нормальных условиях, сжимается до объема V2=1,4 л. Найти давление p2 и температуру t2 кислорода после сжатия, если кислород сжимается: а) изотермически; б) адиабатически. Найти работу А сжатия в каждом из этих случаев.

5.189: Масса m=28 г азота, находящегося при температуре t=40° С и давлении p1=100 кПа, сжимается до объема V2=13 л. Найти температуру t2 и давление p2 азота после сжатия, если азот сжимается: а) изотермически; б) адиабатически. Найти работу А сжатия в каждом из этих случаев.

5.190: Во сколько раз возрастает длина свободного пробега молекул двухатомного газа, если его давление падает в двое при расширении газа: а) изотермически; б) адиабатически?

5.191: Два различных газа, из которых один одноатомный, а другой двухатомный, находятся при одинаковых температурах и занимают одинаковые объемы. Газы сжимаются адиабатически так, что объем их уменьшается вдвое. Какой из газов нагреется больше и во сколько раз?

5.192: Масса m=1 кг воздуха, находящегося при давлении p1=150 кПа и температуре t1=30 °C, расширяется адиабатически и давление при этом падает до p2=100 кПа. Во сколько раз увеличился объем воздуха? Найти конечную температуру t2 и работу A, совершенную газом при расширении.

5.193: Количество ν=1 кмоль кислорода находится при нормальных условиях, а затем объем его увеличивается до V=5V0. Построить график зависимости p=f(V), приняв за единицу по оси абсцисс значение V0, если кислород расширяется: а) изотермически; б) адиабатически. Значения давления p найти для объемов, равных: V0, 2V0, 3V0, 4V0, 5V0.

5.194: Некоторая масса кислорода занимает объем V1=3 л при температуре t1=27 °C и давлении p1=820 кПа (рис. 8). В другом состоянии газ имеет параметры V2=4,5 л и p2=600 кПа. Найти количество теплоты Q, полученное газом, работу A, совершенную газом при расширении, изменение ΔW внутренней энергии газа при переходе газа из одного состояния в другое: а) по участку ACB; б) по участку ADB.

5.195: Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, за цикл получает от нагревателя количество теплоты Q1=2,512 кДж. Температура нагревателя T1=400 К, температура холодильника T2=300 К. Найти работу A, совершаемую машиной за один цикл, и количество теплоты Q2, отдаваемое холодильнику за один цикл.

5.196: Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А=2,94 кДж и отдает за один цикл холодильнику количество теплоты Q2=13,4 кДж. Найти кпд η цикла.

5.197: Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А=73,5 кДж. Температура нагревателя t1=100 °С, температура холодильника t2=0 °С. Найти кпд η цикла, количество теплоты Q1, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество теплоты Q2, отдаваемое за один цикл холодильнику.

5.198: Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% количества теплоты, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты Q1=6,28 кДж. Найти кпд η цикла и работу A, совершаемую за один цикл.

5.199: Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Воздух при давлении p1=708 кПа и температуре t1=127 °C занимает объем V1=2 л. После изотермического расширения воздух занял объем V2=5 л; после адиабатического расширения объем стал равным V3=8 л. Найти а) координаты пересечения изотерм и адиабат; б) работу A, совершаемую на каждом участке цикла; в) полную работу А, совершаемую за весь цикл; г) кпд η цикла; д) количество теплоты Q1, полученное от нагревателя за один цикл; е) количество теплоты Q2, отданное холодильнику за один цикл.

5.200: Количество ν=1 кмоль идеального газа совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. При этом объем газа изменяется от V1=25 м3 до V2=5 м3 и давление изменяется от p1=100 кПа до p2=200 кПа. Во сколько раз работа, совершаемая при таком цикле, меньше работы, совершаемой в цикле Карно, изотермы которого соответствуют наибольшей и наименьшей температурам рассматриваемого цикла, если при изотермическом расширении объем увеличился в 2 раза?

5.201: Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А=37 кДж. При этом она берет тепло от тела с температурой t2=-10 °С и передает тепло телу с температурой t1=17 °С, Найти кпд η цикла, количество теплоты Q2, отнятое у холодного тела за один цикл, и количество теплоты Q1, переданное более горячему телу за один цикл.

5.202: Идеальная холодильная машина работает как тепловой насос по обратному циклу Карно. При этом она берет тепло от воды с температурой t2=2 °С и передает его воздуху с температурой t1=27 °C. Найти: а) коэффициент η1-отношение количества теплоты, переданного воздуху за некоторый промежуток времени, к количеству теплоты, отнятому за это же время от воды; б) коэффициент η2-отношение количества теплоты, отнятого за некоторый промежуток времени от воды, к затраченной на работу машины энергии за этот же промежуток времени (коэффициент η2 называется холодильным коэффициентом машины); в) коэффициент η3-отношение затраченной на работу машины энергии за некоторый промежуток времени к количеству теплоты, переданному за это же время воздуху (коэффициент η3-к.п.д цикла). Найти соотношение между коэффициентами η1, η2, и η3.

5.203: Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, передает тепло от холодильника с водой при температуре t2=0 °С кипятильнику с водой при температуре t1=100 °C. Какую массу m2 воды нужно заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар массу m1=1 кг воды в кипятильнике?

5.204: Помещение отапливается холодильной машиной, работающей по обратному циклу Карно. Во сколько раз количество теплоты Q, получаемое помещением от сгорания дров в печке, меньше количества теплоты Q\', переданного помещению холодильной машиной, которая приводится в действие тепловой машиной, потребляющей ту же массу дров? Тепловой двигатель работает между температурами t1=100 °C и t2=0 °C. Помещение требуется поддерживать при температуре t\'1=16 °C. Температура окружающего воздуха t\'2=-10 °С.

5.205: Рабочий цикл идеальной паровой машины изображен на рисунке. В начале доступа пара из котла в цилиндр давление в нем возрастает при V0=const от p0 до p1 (ветвь AВ). При дальнейшем поступлении пара до объема V1 поршень движется слева направо при p1=const (ветвь BC). При дальнейшем движении поршня вправо доступ пара из котла в цилиндр прекращается, происходит адиабатическое расширение пара до объема V2 (ветвь CD). При крайнем правом положении поршня пар из цилиндра выходит в холодильник-давление падает при V2=соnst до давления p0 (ветвь DE). При обратном движении поршень выталкивает оставшийся пар при p0=const; объем при этом уменьшается от V2 до V0 (ветвь ЕА). Найти работу А этой машины, совершаемую за каждый цикл, если V0=0,5 л, V1=1,5 л, V2=3,0 л, p0=0,1 МПа, p1=1,2 МПа и показатель адиабаты χ=сp/сV=1,33.

5.206: Паровая машина мощностью P=14,7 кВт потребляет за время t=1 ч работы массу m=8,1 кг угля с удельной теплотой сгорания q=33 МДж/кг. Температура котла t1=200 °С, температура холодильника t2=58 °С. Найти фактический к.п.д η машины и сравнить его с кпд η\' идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно между теми же температурами.

5.207: Паровая машина мощностью P=14,7 кВт имеет площадь поршня S=0,02 м2; ход поршня h=45 см. Изобарический процесс BC (рис.) происходит при движении поршня на одну треть его хода. Объемом V0, по сравнению с объемами V1 и V2, пренебречь. Давление пара в котле p1=1,6 МПа, давление пара в холодильнике р2=0,1 МПа. Сколько циклов за время t=1 мин делает машина, если показатель адиабаты γ=1,3?

5.208: Цикл карбюраторного и газового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания изображен на рисунке. При первом ходе поршня в цилиндр всасывается горючее (в карбюраторных двигателях горючая смесь представляет собой смесь паров бензина с воздухом, приготовляемую в карбюраторах, в газовых двигателях рабочая смесь газ-воздух поступает из газогенераторной установки), при этом p0=const и объем увеличивается от V2 до V1 (ветвь AB). При втором ходе поршня горючее адиабатически сжимается от V1 до V2, при этом температура повышается от T0 до T1 и давление-от p0 до p1 (ветвь BC). Далее происходит зажигание (взрыв) горючего от искры; при этом давление возрастает от p1 до p2 при V2=const и температура возрастает от T1 до T2 (ветвь CD). Третий ход поршня-адиабатическое расширение горючего от V2 до V1, температура падает до T3 (ветвь DE-рабочий ход). При крайнем положении поршня (точка E) открывается выпускной клапан, давление падает при V1=const до p0 (ветвь ЕВ). Четвертый ход поршня-изобарическое сжатие (ветвь BA-выталкивание отработанного газа). Найти кпд η цикла, если степень сжатия V1/V2=5 и показатель адиабаты γ=1,33.

5.209: В цилиндрах карбюраторного двигателя внутреннего сгорания газ сжимается политропически до V2=V1/6. Начальное давление p1=90 кПа, начальная температура t1=127 °С. Найти давление p2 и температуру t2 газа в цилиндрax после сжатия. Показатель политропы n=1,3.

5.210: В цилиндрах карбюраторного двигателя внутреннего сгорания газ сжимается политропически так, что после сжатия температура газа становится равной t2=427 °С. Начальная температура газа t1=140 °C. Степень сжатия V2/V1=5,8. Найти показатель политропы n.

5.211: Диаметр цилиндра карбюраторного двигателя внутреннего сгорания D=10 см, ход поршня h=11 см. Какой объем V должна иметь камера сжатия, если известно, что начальное давление газа p1=0,1 МПа, начальная температура газа t1=127 °С и давление в камере после сжатия p2=1 МПа? Какова будет температура t2 газа в камере после сжатия? Найти работу A, совершенную при сжатии. Показатель политропы n=1,3.

5.212: Найти к.п.д η карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, если показатель политропы n=1,33 и степень сжатия: а) V1/V2=4; б) V1/V2=6; в) V1/V2=8.

5.213: Карбюраторный двигатель мощностью P=735,5 Вт потребляет за время t=1 ч минимальную массу m=265 г бензина. Найти потери бензина на трение, теплопроводность и пр. Степень сжатия V1/V2=6,2. Удельная теплота сгорания бензина q=46 МДж/кг. Показатель политропы n=1,2.

5.214: Цикл четырехтактного двигателя Дизеля изображен на рисунке. Ветвь AB-в цилиндры засасывается воздух (p0=0,1 МПа). Ветвь BC-воздух адиабатически сжимается до давления p1. В конце такта сжатия в цилиндры впрыскивается топливо, которое воспламеняется в горячем воздухе и сгорает, при этом поршень движется вправо, сначала изобарически (ветвь CD), а затем адиабатически (ветвь DE). В конце адиабатического расширения открывается выпускной клапан, давление падает до p0 (ветвь ЕВ). При движении поршня влево смесь удаляется из цилиндров (ветвь BA). Найти кпд η двигателя Дизеля.

5.215: Двигатель внутреннего сгорания Дизеля имеет степень адиабатического сжатия ε=16 и степень адиабатического расширения δ=6,4. Какую минимальную массу m нефти потребляет двигатель мощностью P=36,8 кВт за время t=1 ч? Показатель адиабаты γ=1,3. Удельная теплота сгорания нефти q=46 МДж/кг.

5.216: Найти изменение ΔS энтропии при превращении массы m=10 г льда (t=-20 °С) в пар (tп=100 °С).

5.217: Найти прирост ΔS энтропии при превращении массы 1 г воды (t=0° С) в пар (tп 100° С).

5.218: Найти изменение ΔS энтропии при плавлении массы m=1 кг льда (t=0 °С).

5.219: Массу m=640 г расплавленного свинца при температуре плавления tпл вылили на лед (t=0 °C). Найти изменение ΔS энтропии при этом процессе.

5.220: Найти изменение ΔS энтропии при переходе массы m=8 г кислорода от объема V1=10 л при температуре t1=80 °С к объему V2=40 л при температуре t2=300 °С.

5.221: Найти изменение ΔS энтропии при переходе массы m=6 г водорода от объема V1=20 л под давлением p1=150 кПа к объему V2=60 л под давлением p2=100 кПа.

5.222: Масса m=6,6 г водорода расширяется изобарически от объема V1 до объема V2=2V1. Найти изменение ΔS энтропии при этом расширении.

5.223: Найти изменение ΔS энтропии при изобарическом расширении массы m=8 г гелия от объема V1=10 л до объема V2=25 л.

5.224: Найти изменение ΔS энтропии при изотермическом расширении массы m=6 г водорода от давления p1=100 кПа до давления p2=50 кПа.

5.225: Масса m=10,5 г азота изотермически расширяется от объема V1=2 л до объема V2=5 л. Найти изменение ΔS энтропии при этом процессе.

5.226: Масса m=10 г кислорода нагревается от температуры t1=50 °C до температуры t2=150 °С. Найти изменение ΔS энтропии, если нагревание происходит: а) изохорически; б) изобарически.

5.227: При нагревании количества ν=1 кмоль двухатомного газа его термодинамическая температура увеличивается от T1 до T2=1,5T1. Найти изменение ΔS энтропии, если нагревание происходит: а) изохорически; б) изобарически.

5.228: В результате нагревания массы m=22 г азота его термодинамическая температура увеличилась от T1 до T2=1,2T1, а энтропия увеличилась на ΔS=4,19 Дж/К. При каких условиях производилось нагревание азота (при постоянном объеме или при постоянном давлении)?

5.229: Некоторая масса кислорода занимает объем V1=3 л при температуре t1=27 °C и давлении p1=820 кПа (рис. 8). В другом состоянии газ имеет параметры V2=4,5 л и p2=600 кПа. Найти изменение ΔS энтропии при переходе газа из состояния А в состояние B, если переход совершается: а) по участку ACB; б) по участку ADB.

5.230: Объем V1=1 м3 воздуха, находящегося при температуре t1=0 °С и давлении p1=98 кПа, изотермически расширяется от объема V1 до объема V2=2V1. Найти изменение ΔS энтропии при этом процессе.

5.231: Изменение энтропии на участке между двумя адиабатами в цикле Карно ΔS=4,19 кДж/К. Разность температур между двумя изотермами ΔT=100 К. Какое количество теплоты Q превращается в работу в этом цикле?

online-tusa.com