Физика

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

Вариант 11
1. В закрытом сосуде находится смесь азота и кислорода. При возрастании
температуры смеси на Δ = 44 К внутренняя энергия ее увеличилась на
Δ = 391,5 Дж. Масса азота 1 = 16 г. Найти массу кислорода 2.
2. Один моль кислорода, находившегося при температуре 0 = 299 К, адиабатически
сжатии так, что его давление возросло в 12 раз. Определить температуру газа после
сжатия.
3. Кислород при температуре = 350 К адиабатически расширился, причем его
объем увеличился в 2,8 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа
уменьшился в 2,1 раза. Определить массу кислорода, если полная работа,
совершенная газом, равна = 15,63 Дж.
4. Найти приращение энтропии при переходе льда массой = 2000 г, находящегося
при температуре 1 = −20 °C, в воду, температура которой 2 = 26 °C.
Вариант 12
1. Сосуд объемом = 30 л содержит смесь водорода и гелия при температуре
= 30 °C и давлении = 3 атм. Масса смеси = 7 г. Найти отношение массы
водорода к массе гелия в данной смеси.
2. Гелий находится в закрытом сосуде при температуре 1 = 442 К. После
увеличения температуры до 2 = 540 К давление газа в сосуде стало
2 = 290 кПа. При этом газу было передано количество теплоты = 295 Дж.
Найти объем сосуда.
3. 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?
4. После сообщения некоторого количества теплоты водороду массой = 9,5 г,
находящемуся в закрытом сосуде, газ перешел из состояния 1 в состояние 2 так, что
приращение энтропии составило Δ = 38,9 Дж/К. Начальная температура газа
1 = 245 К. Найти конечную температуру 2.
46
Вариант 13
1. В баллоне находится смесь идеальных газов: 1 = 0,3 моля кислорода, 2 = 0,5
моля азота, 3 = 0,7 моля углекислого газа. Считая газы идеальными, найти
молярную массу данной смеси.
2. В закрытом сосуде находится смесь кислорода и углекислого газа. Масса кислорода
1 = 3,9 г, масса углекислого газа 2 = 4,8 г. На сколько увеличилась температура
смеси газов, если внутренняя энергия возросла на Δ = 263,5 Дж?
3. Вычислить концентрацию молекул жидкого азота, если плотность азота = 0,8
г/см³.
4. Газ с молярной теплоемкостью = 29,9 Дж/(моль·К), находящийся под давлением
1 = 500 кПа в закрытом сосуде, получил извне некоторое количество теплоты.
Температура газа при этом возросла в = 1,45 раза, а внутренняя энергия
увеличилась на Δ = 1530 Дж. Найти объем сосуда.
Вариант 14
1. В сосуде находится смесь 1 = 7,8 г азота и 2 = 13 г углекислого газа при
температуре = 325 К и давлении = 1,8 атм. Найти плотность этой смеси,
считая газы идеальными.
2. Один моль кислорода, находившегося при температуре = 220 К, адиабатически
сжали так, что его давление возросло в 5,8 раз. Найти работу , которая была
совершена над газом.
3. Работа, совершаемая газом массой = 45 г при постоянной температуре, равна
= 3,5 кДж. Средняя квадратичная скорость молекул газа при этой температуре
〈 кв〉 = 620 м/с. Во сколько раз увеличился объем газа?
4. Найти приращение энтропии при переходе расплавленного свинца массой = 150
г при температуре плавления в твердое состояние при температуре 2 = 23 °C.
Вариант 15
1. Четыре моля кислорода находятся при температуре = 27 о
С. Найти его
внутреннюю энергию .
2. Газ находится под давлением = 3,5 кПа. Средняя кинетическая энергия
поступательного движения одной молекулы к = 3,45 ∙ 10−21 Дж. Найти
концентрацию молекул газа.
3. Чему равно приращение энтропии при изотермическом расширении аргона массой
= 38 г от объема 1 = 39 л до объема 2 = 102 л?
4. Газ, находившийся при температуре = 475 К, адиабатически расширился так, что
его объем увеличился в 1,8 раза, а температура уменьшилась на Δ = 56,5 К.
Сколько степеней свободы имеют молекулы газа?
47
Вариант 16
1. Три моля кислорода находятся при температуре 32 о
С. Найти его внутреннюю
энергию.
2. Один моль некоторого идеального газа изобарически нагрели на ∆ = 80 К,
сообщив ему количество теплоты = 2,9 кДж. Найти приращение его внутренней
энергии и показатель адиабаты .
3. Найти приращение энтропии 1 моля углекислого газа при увеличении его
температуры в = 3,5 раза при изобарическом процессе.
4. В некоторой температурной области энтропия термодинамической системы
изменяется по закону = + , где = 100 Дж/К, = 5 Дж/К². Какое количество
тепла получает система при обратимом нагревании в этой области от 1 = 290 К
до 2 = 310 К?
Вариант 17
1. При адиабатическом расширении кислорода массой = 11 г его объем
увеличился в 1 = 2,7 раза, а температура уменьшилась до значения = 220 К.
Затем было произведено изотермическое сжатие газа и оказалось, что полная работа,
совершенная газом, равна = 3250 Дж. Во сколько раз уменьшился объем газа при
изотермическом сжатии?
2. Два моля идеального газа при температуре 1 = 300 К охладили изохорически,
вследствие чего его давление уменьшилось в 2 раза. Затем газ изобарически
расширили так, что в конечном состоянии его температура стала равна
первоначальной. Найти количество теплоты , поглощенной газом в данном
процессе.
3. 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.
4. Один моль кислорода изохорически нагревается от температуры 1 до температуры
2 = 2 1. Найти приращение энтропии.
Вариант 18
1. Сосуд объемом = 22 л содержит смесь водорода и кислорода при температуре
= 22 °C и давлении = 3,5 атм. Масса смеси = 16 г. Найти отношение
массы водорода к массе кислорода в данной смеси.
2. 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.
3. При адиабатическом расширении водорода массой = 12 г его объем увеличился
в 3,5 раза, а температура уменьшилась до значения 200 К. Затем было произведено
изотермическое сжатие газа и оказалось, что полная работа, совершенная газом,
равна = 3000 Дж. Во сколько раз уменьшился объем газа при изотермическом
сжатии?
4. Один моль водорода изохорически нагревается от температуры 1 до температуры
2 = 3 1. Найти приращение энтропии.
48
Вариант 19
1. В баллоне находится смесь идеальных газов: 1 = 0,5 моля кислорода, 2 = 0,7
моля азота, 3 = 0,9 моля углекислого газа. Считая газы идеальными, найти
молярную массу данной смеси.
2. Гелий при температуре = 300 К адиабатически расширился, причем его объем
увеличился в 1,9 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в
1,5 раза. Определить массу гелия, если полная работа, совершенная газом, равна
= 20 Дж.
3. Газ, находившийся при температуре = 398 К, адиабатически расширился так, что
его объем увеличился в = 3,2 раза. На сколько при этом уменьшилась
температура газа? Молекулы газа имеют 6 степеней свободы.
4. Найти среднюю скорость молекул идеального газа, плотность которого при
давлении = 35 кПа равна = 0,3 кг/м³.
Вариант 20
1. Определить плотность смеси водорода массой 1 = 8 г и кислорода массой
2 = 64 г при температуре = 290 К и давлении = 0,1 МПа
2. Один моль кислорода, находившегося при температуре 1 = 290 К, адиабатически
сжали так, что его давление возросло в η раз. Найти работу, которая была совершена
над газом.
3. Во сколько раз надо расширить адиабатически газ, состоящий из жестких
двухатомных молекул, чтобы их средняя квадратичная скорость уменьшилась в 1,5
раза?
4. К азоту массой = 20 г подводится некоторое количество теплоты, при этом газ
изотермически переходит из состояния 1 в состояние 2. Приращение энтропии при
этом оказалось равным ∆ = 9,25 Дж/К. Н