Физика

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

Вариант 21
1. В сосуде объемом = 2 м3 находится смесь гелия массой 1 = 4 кг и водорода
массой 2 = 2 кг при температуре = 27 о
С. Определить молярную массу и
давление смеси газов.
2. В баллоне объемом = 10 л находится гелий под давлением 1 = 1 МПа и при
температуре 1 = 300 К. После того как из баллона было выпущено = 10 г гелия,
температура в баллоне понизилась до 2 = 290 К. Определить давление 2 гелия,
оставшегося в баллоне.
3. Два моля аргона в закрытом сосуде охладили на ∆ = 10 К. Найти количество
отданного газом тепла.
4. Газ, находившийся первоначально при температуре 1 = 0 о
С, подвергается сжатию,
в результате этого объем газа уменьшается в 10 раз. Считая процесс сжатия
адиабатическим, определить, до какой температуры 2 нагревается газ вследствие
сжатия. Показатель адиабаты γ = 1,4.
49
Вариант 22
1. Найти молярную массу газа, если известны его удельные теплоемкости: Сv = 0,825
Дж/(г·К) и Ср = 0,95 Дж/(г·К).
2. При изотермическом расширении азота при температуре = 280 К объем его
увеличился в = 2 раза. Определить совершенную при расширении газа работу
. Масса азота = 0,2 кг.
3. Водород, находившийся при нормальных условиях в закрытом сосуде объемом
= 5 л, охладили на ∆ = 55 К. Найти приращение внутренней энергии газа.
4. Азот массой = 8,2 г изобарически расширяется в 1,95 раза за счет притока
извне некоторого количества теплоты. Приращение внутренней энергии газа равно
∆ = 1124,5 Дж. Определить начальную температуру газа.
Вариант 23
1. Вычислить концентрацию молекул воды. Плотность воды = 1 г/см3
.
2. Газ расширили по закону = , где α − постоянная. Первоначальный объем газа
0. В результате расширения объем увеличился в раз. Найти работу ,
совершенную газом.
3. Какое количество тепла надо сообщить водороду массой = 100 г для
изохорного нагревания на ∆ = 10 К?
4. Азот массой = 28 г адиабатно расширили в 2 раза, а затем изобарно сжали до
исходного объема. Определить изменение энтропии ∆ в ходе указанных
процессов.
5.
Вариант 24
1. Определить молярную массу µ смеси кислорода массой 1 = 25 г и азота массой
2 = 75 г.
2. Баллон содержит 1 = 80 г кислорода и 2 = 320 г аргона. Давление смеси
= 1 МПа, температура = 300 К. Определить объем баллона.
3. Молекулы некоторого газа имеют 6 степеней свободы. Для нагревания на
Δ = 115 К при постоянном давлении необходимо затратить количество теплоты
1 = 29,2 Дж. На сколько градусов нужно охладить газ при постоянном объеме,
чтобы выделилось количество теплоты 2 = 35 Дж?
4. Один моль кислорода изохорически нагревается от температуры 1 до
температуры 2 = 4 1. Найти приращение энтропии ∆ .
Вариант 25
1. Газ совершает процесс по закону = 0 +

, где 0 и α − положительные
постоянные. Найти совершенную газом работу, если его объем увеличился от 1
до 2.
2. Азот массой = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры 1 = 200 К до
температуры 2 = 400 К. Определить количество тепла , полученное азотом.
3. Во сколько раз следует увеличить изотермически объем ν = 4 моля идеального
газа, чтобы его энтропия испытала приращение ∆ = 23 Дж/К?
4. При нагревании некоторого количества газа на Δ 1 = 140 К при постоянном
давлении необходимо количество теплоты 1 = 2,45 Дж. Если это же количество
газа охладить на Δ 2 = 160 К при постоянном объеме, то выделится количество
теплоты 2 = 2 Дж. Сколько степеней свободы имеют молекулы газа?
50
Вариант 26
1. Молярная теплоемкость газа изменяется в ходе некоторого процесса по закону
= 20 + 500

. Найти количество тепла , полученное молем газа при нагревании
от 1 = 200 К до 2 = 544 К.
2. Водород при нормальных условиях имел объем 1 = 100 м3
. Найти приращение
∆ внутренней энергии газа при его адиабатическом расширении до объема
2 = 150 м3
.
3. Кислород при температуре = 320 К адиабатически расширился, причем его
объем увеличился в 2,5 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа
уменьшился в 2 раза. Определить массу кислорода, если полная работа,
совершенная газом, равна = 15,63 Дж.
4. Пять молей гелия изохорически переводят из состояния, в котором его давление
1 = 1 ∙ 105 Па в состояние, в котором его давление 2 = 2 ∙ 105 Па. Определить
приращение энтропии ∆ гелия.
Вариант 27
1. Баллон содержит 50 л кислорода под давлением 1 атм при температуре 27 °С.
Найти массу кислорода .
2. Объем аргона, находящегося при давлении = 80 кПа, увеличился от 1 = 1 л до
2 = 2 л. Определить приращение ∆ внутренней энергии газа, если расширение
производилось изобарно.
3. Газ совершает процесс, в ходе которого давление изменяется с объемом по
закону = 0 − ( − 0)
, где 0 = 6,0 ∙ 105 Па, = 0,2 м-3
, 0 = 2 м3
. Найти работу
, совершаемую газом при расширении от 1 = 3 м3 до 2 = 4 м3
.
4. Двухатомный идеальный газ расширяется от 1 = 20 л до 2 = 50 л так, что
процесс на диаграмме имеет вид прямой линии. Исходное давление 1 = 0,1
МПа, конечное давление 2 = 0,2 МПа. Найти количество теплоты ,
поглощаемое газом в ходе расширения.
Вариант 28
1. В баллонах объемом 1 = 20 л и 2 = 44 л содержится газ. Давление в первом
баллоне 1 = 2,4 МПа, во втором 2 = 1,6 МПа. Определить давление после
соединение баллонов, если температура газа осталась прежней.
2. Функция распределения молекул по скоростям имеет вид ( ) = ∙
2
2 ∙ 3.
Найти значение постоянной .
3. Газ, находившийся первоначально при температуре 1 = 0 °С, подвергается
сжатию, в результате чего объем газа уменьшается в 10 раз. Считая процесс сжатия
адиабатическим, определить до какой температуры 2 нагревается газ вследствие
сжатия. Показатель адиабаты = 1,4.
4. Найти приращение энтропии одного моля углекислого газа при увеличении его
термодинамической температуры в n = 2 раза, если процесс нагревания
изобарический.
51
Вариант 29
1. Какое количество тепла надо сообщить смеси газов, состоящей из 1 = 200 г
кислорода и 2 = 300 г азота, для ее изохорного нагревания ∆ = 20 К?
2. Определить плотность смеси водорода массой 1 = 8 г и кислорода массой 2 =
64 г при температуре = 290 К и давлении = 0,1 МПа.
3. В баллоне вместимостью = 15 л находится аргон под давлением 1 = 600 кПа и
при температуре 1 = 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество
газа, давление в баллоне понизилось до 2 = 400 кПа, а температура установилась
2 = 260 К. Определить массу аргона, взятого из баллона.
4. Пар массой = 0,15 кг при температуре 165 °C охлаждается при постоянном
объеме и конденсируется в воду с температурой 27 °C. Определить приращение
энтропии.
Вариант 30
1. Определить, под каким давлением находится в сосуде объемом = 12 ∙ 10−2
м³ смесь азота и водорода при температуре = 385 К, если масса азота 1 = 25
г, масса водорода 2 = 15 г.
2. Найти среднюю скорость молекул идеального газа, плотность которого при
давлении = 35 кПа равна = 0,3 кг/м³.
3. Водород занимает объем = 10 м³ при давлении 1 = 0,1 Мпа. Его нагрели при
постоянном объеме до давления 2 = 0,3 Мпа. Определить приращение
внутренней энергии газа ∆ .
4. Пять молей гелия изохорически переводят из состояния, в котором его давление
1 = 1 ∙ 105 Па в состояние, в котором его давление 2 = 2 ∙ 105 Па. Определить
приращение энтропии ∆ гелия.