КейсФ1-2013 / Экзамен физика1 / 2

2.3. Основы термодинамики

1. Внутренняя энергия идеального газа.

2. Число степеней свободы. Распределение энергии по степеням свободы.

3. Работа газа при изменении его объема.

4. Количество теплоты. Удельная и молярная теплоемкости.

5. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса. Уравнение Майера.

6. Первое начало термодинамики.

7. Какой процесс называется адиабатным? Уравнение Пуассона.

8. Применение первого закона термодинамики к изобарному процессу.

9. Применение первого закона термодинамики к изохорному процессу.

10. Применение первого закона термодинамики к изотермическому процессу.

11. Работа газа при адиабатном процессе.

12. Какой процесс называется политропным? Уравнение политропы.

13. КПД тепловой машины

14. Цикл Карно и его КПД.

15. Второе начало термодинамики

16. Энтропия (определение, статистический смысл).

17. Статистическое толкование второго начала термодинамики.

18. Идеальному газу передано количество теплоты 5 Дж, и внешние силы совершили над ним работу 8 Дж. Как изменилась внутренняя энергия газа?

19. При изохорном процессе азоту передано 60 Дж теплоты. Сколько теплоты пошло на увеличение внутренней энергии азота?

20. При постоянном давлении 10⁵ Па объем воздуха, находящегося в квартире, увеличился на 20 дм³. Какую работу совершил газ?

21. Температура воздуха в комнате объёмом 70 м³ была 280 К. После того, как протопили печь, температура поднялась до 296 К. Найдите работу воздуха при расширении, если давление постоянно и равно 100 кПа.

22. При изобарном нагревании некоторой массы кислорода на 200 К совершена работа 25 кДж. Найти массу кислорода.

23. На нагревание кислорода массой 160 г на ΔТ = 12 К было затрачено количество теплоты Q = 1,76 кДж. Как протекал процесс?

24. Вода массой m₁ при температуре Т₁ смешивается с водой массой m₂ и температурой Т₁. Найти температуру смеси.

25. При адиабатном процессе температура 2 молей одноатомного газа уменьшилась на 80 К. Найти работу, совершенную газом.

26. Газ в количестве 1 моль совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объём газа 10 л, наибольший - 20 л. Наименьшее давление 2,5 атмосферы, наибольшее – 5 атмосфер. Найдите работу за цикл.

27. Некоторый газ массой 5 г расширяется изотермически так, что его объем увеличивается вдвое. Работа расширения 1 кДж. Определите среднюю квадратичную скорость молекул газа.

28. Определить показатель адиабаты идеального газа, который при температуре Т=350 К и давлении 0,4 МПа занимает объем 300 л и имеет теплоемкость С_V=857Дж/К.

29. Тепловая машина за 1 цикл получает от нагревателя количество теплоты 10 Дж и отдает холодильнику 4 Дж. Каков КПД машины?

30. Газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа А₁=5 Дж. Определить работу А₂ изотермического сжатия, если КПД цикла 20%.

31. Каков КПД идеальной паровой турбины, если пар поступает в турбину 480⁰С, а оставляет ее при температуре 30⁰С?

32. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу количество теплоты 40 кДж. Какую работу совершил газ?

33. В идеальной тепловой машине за счёт каждого кДж энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определите КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника 280 К.

34. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия цикла Карно при повышении температуры нагревателя от 320 К до 560 К? Температура охладителя 280 К.

35. Найти изменение энтропии при плавлении массы m=1 кг льда (t=0⁰C). Теплота плавления льда r = 335 кДж/кг.

36. Чему равно изменение энтропии 10 г воздуха при изохорном нагревании от 250 до 300К?

37. Чему равно изменение энтропии 10 г воздуха при изотермическом расширении от 3 до 8 л?

38. Найти изменение энтропии при конденсации 1 кг пара, находившегося при температуре 100 ⁰C.

39. Для цикла, изображённого на рисунке (цикл Карно), определить теплоту, отдаваемую рабочим телом холодильнику.