- •Задачи для самостоятельного решения
- •Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •7.1. Вычислить среднюю квадратичную скорость и среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы кислорода при температуре 20 с.
- •Изменение состояния идеального газа
- •Уравнение Менделеева – Клапейрона
- •Явления переноса
- •Первый закон термодинамики
- •Внутренняя энергия идеального газа
- •Работа в термодинамике
- •Энтропия
- •Циклы. Тепловые машины
- •Закон распределения Максвелла
Уравнение Менделеева – Клапейрона
1.3. В сосуде находится газ под давлением 60 атм. Какое установится давление (в атм), если из сосуда выпустить 7/12 массы содержащегося там газа? Температуру считать постоянной.
2.3. В баллоне находился некоторый газ. Когда часть газа выпустили, температура газа в баллоне уменьшилась в 3 раза, а давление уменьшилось в 4 раза. Какую часть (в процентах) газа выпустили?
3.3. В баллоне находится газ массой 2 кг при температуре 27 °С и давлении 2·105 Па. Когда часть газа была выпущена, а оставшаяся часть нагрета до 627 °С, то давление возросло до 3·105 Па. Какова будет плотность оставшейся части газа, если объем баллона 1 м3?
4.3. Два одинаковых сосуда соединены тонкой трубкой. Система наполнена газом и находится при температуре 24 °С. Температуру одного из сосудов увеличили на 33 °С. На сколько градусов надо уменьшить температуру другого сосуда, чтобы давление в системе не изменилось?
5.3. Три одинаковых сосуда, соединенные тонкими трубками, заполнены газообразным гелием при температуре 40 К. Затем один из сосудов нагрели до 100 К, другой до 400 К, а температура третьего сосуда осталась неизменной. Во сколько раз увеличилось давление в системе?
6.3. В сосуде находится озон О3 при температуре 727 °С. Через некоторое время температура газа понизилась до 127 °С, а весь озон превратился в кислород О2. На сколько процентов понизилось давление в сосуде?
7.3. Определить массу водорода, находящегося в баллоне емкостью 0,06 м3 под давлением 8,3·105 Па при температуре 27 °С.
8.3. Баллон емкостью 83 л содержит 2,2 кг углекислого газа. Баллон выдерживает давление не выше 4·106 Па. При какой температуре баллон может разорваться? Молярная масса углекислого газа 44 кг/кмоль.
9.3. Газ в количестве 0,02 кг при давлении 106 Па и температуре 47 °С занимает объем 1660 см3. Определить по этим данным молярную массу газа.
10.3. В одинаковых баллонах при одинаковой температуре находятся равные массы водорода и кислорода. Во сколько раз давление, производимое водородом на стенки баллона, будет больше, чем давление кислорода?
11.3. Горизонтальный сосуд длиной 85 см разделен на две части тонкой перегородкой, которая может двигаться без трения. В левой части сосуда находится водород, в правой – такая же масса кислорода. Найти длину ( левой части сосуда. Температуры газов одинаковы.
12.3. Два баллона соединены между собой тонкой трубкой с краном. В одном баллоне находится газ массой 2 г под давлением 400 кПа, в другом – такой же газ массой 4 г под давлением 200 кПа. Какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура газа в баллонах одинакова.
13.3. В цилиндре под невесомым поршнем находится 50 моль газа, объем которого 1 м3, а температура 500 К. С какой силой надо действовать на поршень перпендикулярно к его поверхности, чтобы он оставался неподвижным? Атмосферное давление 100 кПа, площадь поршня 0,002 м2, универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К).
14.3. Вертикальный цилиндр делится на две части тяжелым поршнем, который может перемещаться без трения. Под поршнем находится в три раза больше газа, чем над поршнем. При температуре 300 К поршень делит сосуд пополам. Во сколько раз объем газа под поршнем будет больше, чем над поршнем, при температуре 800 К?
15.3. Чему равна плотность смеси 1,5 моль водорода и 2,5 моль кислорода при температуре 27 °С и давлении 240 кПа?
16.3. Баллон вместимостью V = 20 л содержит смесь водорода и азота при температуре 290 K и давлении 1 Мпа. Определить массу водорода, если масса смеси равна 150 г.
17.3. В баллоне объемом 5 л находится водород при температуре 290 K. После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 0,4 МПа. Определить массу израсходованного водорода.
18.3. Три баллона емкостью 3,7 и 5 л наполнены соответственно кислородом (2 атм.), азотом (3 атм.) и углекислым газом (0,6 атм.) при одной и той же температуре. Баллоны соединены между собой, причем образуется смесь той же температуры. Каково давление смеси?
19.3. Найти плотность водорода при температуре 15 С и давлении 100 кПа.
20.3. Найти молярную массу смеси кислорода массой 25 г и азота массой 50 г.