- •Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
- •1. Зависимость давления от высоты для изотермической атмосферы описывается барометрической формулой . Для этой зависимости справедливы следующие утверждения …
- •Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
- •1. На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Уменьшение энтропии имеет место на участке …
- •2. На рисунке схематически изображен цикл Карно в координатах : Увеличение энтропии имеет место на участке …
- •6. При поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла в ходе обратимого процесса для приращения энтропии верным будет соотношение …
- •7. Максимальное значение кпд, которое может иметь тепловой двигатель с температурой нагревателя 327°с и температурой холодильника 27°с, составляет ____ %.
- •8. На рисунке изображен цикл Карно в координатах , где s – энтропия. Адиабатное расширение происходит на этапе …
- •Решение:
- •Тема: Средняя энергия молекул
- •2. Если не учитывать колебательные движения в молекуле углекислого газа, то средняя кинетическая энергия молекулы равна …
- •Решение:
- •8. Отношение средней кинетической энергии вращательного движения к средней энергии молекулы с жесткой связью . Это имеет место для …
- •9. При комнатной температуре коэффициент Пуассона , где и – молярные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно, равен для …
- •Решение:
- •13. При комнатной температуре отношение молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно для …
Решение:
11. В идеальной тепловой машине из каждого теплоты, получаемого от нагревателя, отдается холодильнику. Если температура холодильника 27°С, то температура нагревателя (в °С) равна …
|
|
|
127 |
|
|
|
400 |
|
|
|
200 |
|
|
|
225 |
Решение: Коэффициент полезного действия тепловой машины определяется соотношением , где и – количество теплоты, полученное от нагревателя и отданное холодильнику соответственно. Для идеальной тепловой машины ( и – температура нагревателя и холодильника соответственно). Приравнивая правые части этих выражений, получаем . Отсюда .
12.В процессе изохорического охлаждения постоянной массы идеального газа его энтропия …
уменьшается не меняется увеличивается
Решение:
13.В процессе изотермического сообщения тепла постоянной массе идеального газа его энтропия …
не меняется уменьшается увеличивается
Решение:
14.В процессе обратимого адиабатического охлаждения постоянной массы идеального газа его энтропия …
уменьшается не меняется увеличивается
Решение:
15.При адиабатическом расширении идеального газа …
температура и энтропия не изменяются
температура и энтропия возрастают
температура понижается, энтропия не изменяется
температура понижается, энтропия возрастает
Решение:
16.Изменение внутренней энергии газа произошло только за счет работы сжатия газа в …
изотермическом процессе
изобарном процессе
изохорном процессе
адиабатическом процессе
Решение:
Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
1. При адиабатическом расширении 2 молями одноатомного газа совершена работа, равная 2493 Дж. При этом изменение температуры составило __100___ K.
Решение: При адиабатическом расширении работа газа находится по формуле: ; следовательно,
2. Один моль идеального одноатомного газа в ходе некоторого процесса получил теплоты. При этом его температура понизилась на . Работа ( ), совершенная газом, равна … 5000
Решение: Согласно первому началу термодинамики, , где – количество теплоты, полученное газом, – приращение его внутренней энергии, – работа, совершенная газом. Отсюда . Приращение внутренней энергии в данном случае , так как температура газа в ходе процесса понизилась. . Тогда работа, совершенная газом, равна
3. При адиабатическом расширении 2 молями одноатомного газа совершена работа, равная 2493 Дж. При этом изменение температуры составило _100____ K.
Решение: При адиабатическом расширении работа газа находится по формуле: ; следовательно,
4. При изотермическом расширении 1 моля газа его объем увеличился в раз ( ), работа газа составила 1662 Дж. Тогда температура равна ___200__ K.
Решение: При изотермическом расширении работа газа находится по формуле: ; следовательно, температура газа равна:
5. При адиабатическом расширении 2 молей одноатомного газа его температура понизилась с 300 К до 200 К, при этом газ совершил работу (в Дж), равную .2493
Решение: При адиабатическом расширении работа газа находится по формуле:
6. Идеальному одноатомному газу в изобарном процессе подведено количество теплоты . При этом на увеличение внутренней энергии газа расходуется ____60____% подводимого количества теплоты.
Решение: Согласно первому началу термодинамики, , где – приращение внутренней энергии, – работа газа. Изменение внутренней энергии . Работа газа при изобарном процессе . Тогда . Доля количества теплоты, расходуемого на увеличение внутренней энергии, составит . Для одноатомного газа . Следовательно, .
7. Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы при нагревании к работе газа за весь цикл по модулю равно … 2 Решение: Работа газа за цикл в координатных осях численно равна площади фигуры, ограниченной диаграммой кругового процесса. Работа при нагревании газа численно равна площади под графиком процесса 1 – 2: Отношение работ, совершенных в этих процессах, равно: Модуль отношения:
8. На рисунке представлена диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа: За цикл газ получает количество теплоты (в ), равное …33
Решение: Цикл состоит из изохорного нагревания (4–1), изобарного расширения (1–2), изохорного охлаждения (2–3) и изобарного сжатия (3–4). На первых двух этапах цикла газ получает теплоту. Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, получаемое газом, равно , где – изменение внутренней энергии, – работа газа. Тогда . Таким образом, количество теплоты, получаемое газом за цикл, равно
9.На (P,V)-диаграмме изображены два циклических процесса. Отношение работ АI/АII, совершенных в этих циклах, равно… 2 -2 -1/2 1/2
Решение:
10. Диаграмма циклического процесса идеального одноатомного газа представлена на рисунке. Отношение работы за весь цикл к работе при охлаждении газа равно…
5, 1,5, 2,5, 3
Решение:
11. Одному молю двухатомного газа было передано 5155 Дж теплоты, при этом газ совершил работу, равную 1000 Дж, а его температура повысилась на __200____ K.
Решение: Согласно первому началу термодинамики Изменение внутренней энергии , с другой стороны – Следовательно,
12. Двум молям водорода сообщили теплоты при постоянном давлении. При этом его температура повысилась на __10____ К. (Считать связь атомов в молекуле жесткой. ) Ответ округлите до целого числа.
Решение: Согласно первому началу термодинамики, количество теплоты, получаемое газом, равно , где – изменение внутренней энергии, – работа газа. Количество теплоты, сообщаемое газу при постоянном давлении можно представить в виде Здесь – число степеней свободы молекул двухатомного газа с жесткой связью атомов в молекуле. Отсюда
13. Идеальному трехатомному газу (с нелинейными молекулами) в изобарном процессе подведено количество теплоты . При этом на работу расширения расходуется __25______% подводимого количества теплоты. (Считать связь атомов в молекуле жесткой.)
Решение: Согласно первому началу термодинамики, , где – количество теплоты, полученное газом, – приращение его внутренней энергии, – работа, совершенная газом. Изменение внутренней энергии . Работа газа при изобарном процессе . Тогда . Доля количества теплоты, расходуемого на работу расширения, составит . Для трехатомного газа с жесткой связью атомов в молекуле . Следовательно, .