Идз «мкт. Термодинамика» Вариант 17

17.1. В сосуде находится масса m₁ = 14 г азота и масса m₂ = 9 г водорода при температуре t = 10⁰ С и давлении p = 1 МПа. Найти молярную массу M смеси и объем V сосуда.

17.2. В трех сосудах находятся газы, причем для температур и масс молекул газов имеют место следующие соотношения: Т₁ = Т₂ = Т₃, m₀₁ = m₀₂ = 2m₀₃.

На рисунке схематически представлены графики распределения молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла) для этих газов, где

- доля молекул, скорости которых заключены в интервале отдов расчете на единицу этого интервала:

Для графиков этих функций верными являются утверждения, что …

1. Кривая 1 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 2

2. кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 1

3. кривая 2 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 2

4. кривая 3 соответствует распределению по скоростям молекул газа в сосуде 3

17.3. Определите, во сколько раз уменьшается концентрация молекул кислорода О₂ в атмосфере при изменении высоты от h₁ = 0 м до h₂ = 10 км от уровня моря и сравните полученный результат с изменением концентрации молекул водорода Н₂ в атмосфере при таких же условиях. Атмосферу считать изотермической.

17.4. В запаянном сосуде находится вода, занимая половину сосуда. Найти давление Р и плотность ρ водяного пара при температуре t = 400° С, зная, что при этой температуре вся вода обращается в пар.

17.5. На рисунке приведены графики зависимости плотности ρ четырех разных идеальных газов от давления Р при одинаковых температурах. Большей молярной массой обладает газ под номером …

17.6. Найти среднюю кинетическую энергию одной молекулы аммиака NH₃ при температуре t = 27°С и среднюю энергию вращательного движения этой молекулы при той же температуре.

17.7. Какое количество теплоты Q выделится, если азот массой 1 г, взятый при температуре Т = 280 К под давлением Р₁ = 0,1 МПа изотермически сжать до давления Р₂ = 1 МПа?

17.8. 14 г азота адиабатически расширяется, причем давление падает от Р₁ = 2·10⁵ Па до Р₂ = 1·10⁵ Па. Затем газ нагревается при постоянном объеме до первоначальной температуры Т₁ = 420 К. Постройте график процесса в координатах Р – V. Определите приращение внутренней энергии ΔU_1-2-3 и работу газа А_1-2-3 за весь процесс.

17.9. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от T₁ = 380 К до T₂ = 560К? Температура теплоприемника T₂ = 280 К.

17.10. Изменение энтропии при изобарическом нагревании азота от 0° С до 125° равно ΔS = 39 Дж/К. Чему равна масса азота?

Идз «мкт. Термодинамика» Вариант 18

18.1. За время t = 10 суток полностью испарилось из стакана m = 100 г воды. Сколько в среднем вылетало молекул с поверхности воды за одну секунду?

18.2. На рисунке представлена зависимость концентрации молекул n одного и того же идеального газа во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты h для двух разных температур.

Какому соотношению удовлетворяют температуры газов:

1) T₁ > T₂ 2) T₁ < T₂ 3) T₁ = T₂

18.3. Найти относительное число молекул газа, скорости которых отличаются от средней квадратичной скорости не больше чем на 0,5%.

18.4. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул азота при некоторой температуре равна 2×10^-20 Дж, молярная масса азота считать равной M = 28×10^-3 кг/моль. Чему равна средняя квадратичная скорость молекул азота при этой температуре?

18.5. На рисунке изображенграфик зависимости давления Р идеального газа от объема V. Найдите, как и во сколько раз изменится объем газа при повыщении его температуры от Т₁ = 200 К до Т₂ = 800 К.

18.6. Найти внутреннюю энергию молекул двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом V = 2 л под давлением Р = 150 кПа.

18.7. Три моля идеального газа, находящегося при температуре t₀ = 27°С, охлаждают изохорно так, что давление падает в три раза. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Чему рана работа, произведенная газом?

18.8 Идеальный газ является рабочим телом теплового двигателя, цикл которого состоит из последовательных изобарического, адиабатного и изотермического процессов. При изобарическом процессе температура газа увеличивается в два раза. Начальная температура Т₁ = 300 К. Постройте график цикла в координатах Р-V. Определите КПД теплового двигателя.

18.9. Газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа A₁=5 Дж. Определить работу A₂ изотермического сжатия, если термический КПД цикла η = 0,2.

18.10. Смешали воду массой m₁ = 5 кг при температуре Т₁=280 К с водой массой m₂ = 8 кг при температуре Т₁=350 К. Найдите температуру смеси Т и изменение энтропии ΔS, происходящее при смешивании.