Физика

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
Вариант 1
1. Сосуд объемом = 10,84 ∙ 10−3 м³ заполнен смесью кислорода и криптона. Смесь
находится под давлением = 10,2 ∙ 105 Па при температуре = 400. Масса
криптона 1 = 35 г. Найти массу кислорода 2.
2. При адиабатическом расширении водорода массой = 12 г его объем
увеличился в 1 = 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?
3. Найти приращение энтропии при переходе льда массой = 2000 г, находящегося
при температуре 1 = −20 °C, в воду, температура которой 2 = 26 °C.
4. Какое количество тепла надо сообщить смеси газов, состоящей из 1 = 100 г
кислорода и 2 = 200 г азота, для ее изохорного нагревания ∆Т = 10 К?
Вариант 2
1. В сосуде находится смесь азота и углекислого газа, причем процентное содержание
равно 20. Найти плотность этой смеси при температуре = 450 К и давлении
= 7 ∙ 105 Па.
2. Работа, совершаемая газом массой = 45 г при постоянной температуре, равна
= 2998 Дж. Средняя квадратичная скорость молекул газа при этой температуре
〈 кв〉 = 690 м/с. Во сколько раз увеличился объем газа?
3. Вычислить концентрацию молекул жидкого азота, если плотность азота
= 0,8 г/см³.
4. ν молей идеального газа изотермически переводят из состояния, в котором его
давление 1, в состояние, в котором его давление 2. Определить приращение
энтропии ∆ .
Вариант 3
1. Газ находится под давлением = 20 ∙ 104 Па при температуре = 290 К. Чему
равна средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы?
2. Сосуд объемом = 0,7 м³ заполнен смесью гелия и кислорода. Масса гелия
1 = 10 г, масса кислорода 2 = 20 г. Смесь находится под давлением = 10
кПа. Найти температуру смеси.
3. Углекислый газ массой = 48 г, находившийся под давлением 1 = 327 кПа и
занимавший объем = 2,2 ∙ 10−2 м³, изотермически расширился, причем работа,
совершаемая газом при расширении, равна = 4000 Дж. Во сколько раз при этом
уменьшилось давление газа?
4. При получении некоторого количества теплоты водород при постоянном давлении
переходит из состояния I в состояние II так, что его температура увеличивается от
1 = 400 К до 2 = 650 К. Приращение энтропии при этом Δ = 802,9 Дж/К.
Определить массу водорода.
43
Вариант 4
1. Газ находится под давлением = 6,5 ∙ 105 Па. Средняя кинетическая энергия
поступательного движения одной молекулы к = 7,2 ∙ 10−21 Дж. Найти
концентрацию молекул газа.
2. 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?
3. На какой высоте давление составляет 60 % от давления на уровне моря? Считать
температуру равной 10 о
С, независимо от высоты.
4. При сообщении некоторого количества теплоты углекислый газ массой = 15,6 г
при постоянном давлении переходит из одного состояния в другое так, что его
температура меняется с 1 = 445 К до 2 = 625 К. Чему равно приращение
энтропии в этом процессе?
Вариант 5
1. В сосуде находится смесь водорода и неона под давлением = 6 кПа при
температуре = 300 К. Масса водорода 1 = 12 г, масса неона 2 = 18 г.
Вычислить объем сосуда.
2. Гелий массой = 3,65 г, находившийся под давлением = 3,7 ∙ 105 Па и
занимавший объем 1 = 8,5 ∙ 10−3 м³, изотермически расширился, причем работа,
совершенная газом при расширении, составила = 840 Дж. Во сколько раз
уменьшилось давление газа?
3. Пар массой 1 = 0,15 кг при температуре 1 = 165 °C охлаждается при
постоянном объеме в воду при температуре 2 = 27 °C. Определить приращение
энтропии.
4. Газ совершает процесс, в ходе которого давление изменяется с объемом по
закону = 0 − ( − 0)
, где 0 = 6 ∙ 105 Па, = 0,2 м-3
, 0 = 2 м3
. Найти работу ,
совершаемую газом при расширении от 1 = 3 м3 до 2 = 4 м3
.
Вариант 6
1. При изотермическом расширении некоторого газа массой = 28 г объем
увеличился в = 2,1 раза, а работа газа составила = 847 Дж. Определить
среднюю квадратичную скорость молекул газа при этом процессе.
2. Углекислый газ массой = 48 г, находившийся под давлением 1 = 327 кПа и
занимавший объем = 2,2 ∙ 10−2 м³, изотермически расширился, причем работа,
совершаемая газом при расширении, равна = 4000 Дж. Во сколько раз при этом
уменьшилось давление газа?
3. Чему равно приращение энтропии при изотермическом расширении кислорода
массой = 18 г от объема 1 = 38 л до объема 2 = 128 л?
4. 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.
44
Вариант 7
1. Какое количество тепла надо сообщить смеси газов, состоящей из 1 = 100 г
кислорода и 2 = 200 г азота, для ее изохорного нагревания ∆ = 10 К?
2. Газ совершает процесс, в ходе которого давление изменяется с объемом по
закону = 0 − ( − 0)
, где 0 = 2,5 ∙ 105 Па, = 0,4 м-3
, 0 = 1,5 м3
. Найти работу
, совершаемую газом при расширении от 1 = 1,5 м3 до 2 = 3,5 м3
.
3. Объем аргона, находящегося при давлении = 80 кПа, увеличился от 1 = 1 л до
объема 2 = 2 л. Определить приращение ∆ внутренней энергии газа, если
расширение производилось изобарно.
4. Водород совершает цикл Карно. Найти КПД цикла, если при адиабатическом
расширении объем газа увеличивается в 2 раза.
Вариант 8
1. Найти молярную массу газа, если известны его удельные теплоемкости: = 0,825
Дж/(г·К) и = 0,95 Дж/(г·К).
2. 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.
3. Найти приращение энтропии при нагревании воды массой = 140 г от
температуры 1 = 0 °C до температуры 2 = 120 °C и последующем превращении
в пар той же температуры.
4. Водород при нормальных условиях имел объем 1 = 100 м3
. Найти приращение ∆
внутренней энергии газа при его адиабатическом расширении до объема 2 = 150
м3
.
Вариант 9
1. Определить, под каким давлением находится в сосуде объемом = 7,1 ∙ 10−2 м³
смесь аргона и водорода при температуре = 380 К, если масса аргона 1 = 29
г, масса водорода 2 = 14 г.
2. Углекислый газ массой = 16 г, находившийся при температуре = 420 К,
адиабатически расширился, причем объем увеличился в 1,9 раза. Затем при
изотермическом сжатии объем газа уменьшился в 1,15 раза. Определить полную
работу, совершенную газом.
3. Водород совершает цикл Карно. Найти КПД цикла, если при адиабатическом
расширении давление газа уменьшается в 2 раза.
4. Найти приращение энтропии при переходе олова в твердом состоянии при
температуре = 0 °C в расплав при температуре плавления. Масса олова = 0,9
кг.
45
Вариант 10
1. Сосуд объемом = 10,84 ∙ 10−3 м³ заполнен смесью кислорода и криптона. Смесь
находится под давлением = 10,2 ∙ 105 Па при температуре = 400 К. Масса
криптона 1 = 35 г. Найти массу кислорода 2.
2. 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?
3. Найти среднюю скорость молекул идеального газа, плотность которого при
давлении = 35 кПа равна = 0,3 кг/м³.
4. Считая температуру равной = 273 К и не зависящей от высоты, определ