ТЕКСТЫ ЗАДАЧ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ № 2

2.01. Плотность некоторого газа при температуре t = 14 градусов Цельсия и Р = 0,4 МПа равна 0,68 кг/м3. Определить молярную массу этого газа.

2.02. Найти плотность кислорода, находящегося в баллоне под давлением Р=1 МПа при температуре Т=300К.

2.04. Определить концентрацию молекул кислорода и его плотность при давлении p=5 МПа и температуре 20 градусов Цельсия.

2.05. Баллон емкостью 40 литров заполнен азотом. Температура азота Т=300 К. Когда часть азота израсходовали, давление в баллоне понизилось на 400 кПа. Определить массу израсходованного азота. Процесс считать изотермическим.

2.06. Баллон емкостью 50 литров заполнен кислородом. Температура азота Т=300 К. Когда часть кислорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 200 кПа. Определить массу израсходованного кислорода. Процесс считать изотермическим.

2.07. Давление насыщенного водяного пара при температуре Т=300 К равно 26,5 мм.рт.ст. Определить плотность водяного пара при этих условиях, принимая его за идеальный газ.

2.08. Молекулярный пучок падает перпендикулярно на стенку, от которой молекулы отражаются по закону абсолютно упругого удара. Концентрация молекул в пучке n, масса одной молекулы mo, скорость каждой молекулы v. Найти давление, испытываемое стенкой, если она неподвижна.

2.09. На сколько времени горения водородного пламени хватит водорода, заключенного в баллоне объемом 10 литров, заполненном при нуле градусов Цельсия до давления 200 атм, если горелка потребляет в час 10 литров водорода?

2.10. Каким давлением обладают 4 грамма кислорода, заключенные в одном куб. метре, если давление стольких же граммов азота в том же объеме и при той же температуре равно 0,1 МПа?

2.11. Определить среднее число столкновений <z> в секунду молекулы водорода при температуре Т=300К и давлениях р1 = 1,33 кПа и р2 = 0,1 МПа. Как изменилось среднее число столкновений с увеличением давления?

2.12. Определить среднюю длину свободного пробега <l> молекулы водорода при температуре Т=400 К и давлениях р1 = 40 мкПа и р2 = 0,1 МПа.

2.13. Найти среднюю квадратичную скорость молекул воздуха при температуре 17 градусов Цельсия, считая воздух идеальным газом, масса одного киломоля которого равна 29 кг.кмоль. Найти наиболее вероятную скорость молекул воздуха.

2.14. Найти отношение средних квадратичных скогостей молекул гелия и кислорода при одинаковых условиях. Какая из скоростей больше? Вычислите среднюю квадратичную скорость этих молекул при температуре Т = 400 К.

2.15. Найти число молекул водорода в единице объема (n), если давление р равно 0,266 Мпа, а средняя квадратичная скорость его молекул при данных условиях равна 2400 м/с.

2.16. В сосуде объемом 2 литра находится 10 граммов кислорода под давлением 0,9 Мпа. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа, число молекул, находящихся в сосуде, и концентрацию молекул.

2.17. В сосуде находится газ под давлением 13,3 Па при температуре 7 градусов Цельсия. Какова концентрация молекул газа?

2.18. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода <l> равна 2,5 см? Температура 68 градусов Цельсия. Как изменится длина свободного пробега, если увеличить давление газа?

2.19. Средняя энергия молекул одноатомного идеального газа <e> равна 6·10^-21Дж. Давление газа р = 0,2 Мпа. Найти число молекул в единице объема газа.

2.20. Определить давление идеального газа, имеющего концентрацию молекул n = 10^-19 см^-2 , если температура газа Т = 3 К.

2.21. Определить среднюю кинетическую энергию одной молекулы водяного пара при температуре Т=360 К.

2.22. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы водорода при температуре Т=190 К. Каково значение суммарной кинетической энергии всех молекул, находящихся в одном киломоле водорода при этой температуре?

2.23. Определитьтемпературу газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения одной его молекулы равна 2,07 10^-21 Дж.

2.24. Найти среднюю кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы гелия, а также суммарную кинетическую энергию всех молекул, содержащихся в килограмме гелия при температуре Т=70 К.

2.25. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы двухатомного газа, если суммарная кинетическая энергия Е молекул одного киломоля этого газа равна 3,01 МДж.

2.26. Найти полную кинетическую энергию, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака при температуре 27 градусов Цельсия.

2.27. Какой суммарной кинетической энергией 1) поступательного, 2) вращательного движения обладают молекулы одного киломоля кислорода при температуре 300 К?

2.28. Определить среднюю кинетическую энергию поступательного, вращательного движений и полную кинетическую энергию одной молекулы азота при температуре 600 К.

2.29. В баллоне 0,05 м3 находится 0,12 кмоль газа при давлении 6 Мпа. Определить среднюю кинетическую энергию теплового движения молекулы газа.

2.30. Найти кинетическую энергию поступательного движения молекулы водяного пара при температуре Т=600 К, а также полную кинетическую энергию одной молекулы и всех молекул одного киломоля пара при этой температуре.

2.31. При изотермическом расширении водородамассой m = 1 кг объем газа V увеличился в два раза. Определить работу А расширения, совершенную газом, если температура газа Т = 300 К. Определить теплоту Q, переданную при этом газу.

2.32. В цилиндре под поршнем находится азот массой 20 граммов, газ был нагрет от температуры Т1 = 250К до температуры Т2 = 450К при постоянном давлении. Определить приращение DU внутренней энергии газа и работу А, совершаемую газом.

2.33. Газ при постоянном давлении был нагрет от t1=7⁰ С до t2=107⁰ С. Определить работу изобарического расширения газа, если в начале нагревания 8м3 газа находилось под давлением 0,5 МПа.

2.34. При изобарическом расширении одного киломоля водорода, имевшего температуру Т=300 К, к нему подведено тепло Q=2 Кдж. Во сколько раз увеличился объем газа?

2.35. Азот массой m=5 кг, нагретый на ?Т=150 К, сохранил неизменный объем. Найти теплоту Q, сообщенную газу; изменение DU внутренней энергии и работу А, совершаемую газом.

2.36. Водород займет объем V=10м3 при давлении Р1=100 Кпа. Газ нагрели при постоянном объеме до давления Р2 = 300 Кпа. Определить изменение внутренней энергии газа DU, работу газа А, теплоту Q, сообщенную газу.

2.37. Кислород был нагрет при неизменном объеме V=50 л. При этом давление газа изменилось на DР=0,5 Мпа. Найти теплоту Q, сообщенную газу.

2.38. Гелий массой m=1 г был нагрет на DТ=100 К при постоянном давлении Р1. Определить теплоту Q, переданную газу, работу расширения и приращение внутренней энергии DU.

2.39. Газ объемом 2 куб. м при изотермическом расширении изменяет давление от 12 МПа.  до 6 МПа. Определить работу расширения.

2.40. Водород массой m=10 г нагрели на DТ=200 К, причем газу сообщили теплоту Q=40 Кдж. Найти изменение внутренней энергии DU и работу А, совершенную газом.

2.41. Вычислить удельные теплоемкости при постоянном давлении Ср и при постоянном объеме CV для неона и водорода, принимая эти газы за идеальные.

2.42. Вычислить молярные и удельные теплоемкости газа, масса киломоля которого равна М=30 кг/моль, а отношение теплоемкостей (Ср/CV)=g=1,4.

2.43. Вычислите молярные теплоемкости Ср и СV, а затем удельные теплоемкости (Ср)уд и (СV)уд для кислорода и аргона, принимая эти газы за идеальные.

2.44. Вычислить теплоемкости при постоянном объеме одноатомного газа, заключенного в сосуд объемом V=20 л при нормальных условиях (Р=1атм.; Т=273 К).

2.45. Масса киломоля газа М=4 кг/моль. Отношение молярных теплоемкостей (Ср/СV) = 1,67. Вычислить удельные теплоемкости

(Ср)уд и (СV)уд газа.

2.46. Удельные теплоемкости некоторого газа, соответственно, составляют (СV)уд=10,4 Дж/(кг К) и (Ср)уд=14.6 кДж/(кг К). Определить молярные теплоемкости СV и Ср.

2.47. Разность удельных теплоемкостей некоторого газа (Ср)уд - (СV)уд = 2,08 Дж/(кг К). Определить массу киломоля этого газа.

2.48. Определить теплоту Q, необходимую для нагревания водорода массой 100 граммов на ?Т=200 К, если нагревание происходит: 1) при постоянном объеме; 2) при постоянном давлении.

2.49. Определить удельные теплоемкости (Ср)уд и (СV)уд газообразной окиси углерода СО.

2.50. Молекула газа состоит из двух атомов. Разность удельных теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме равна 260 Дж/(кг К). Найти массу киломоля этого газа и его удельные теплоемкости.

2.51. Газ совершает цикл Карно. Температура охладителя Т2=290К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если тeмпература нагревателя повысится от Т1=400 К до Т1=600 К?

2.52. Совершая цикл Карно, газ получил от нагревателя теплоту Q1=1 кДж и совершил работу А=200 Дж. Температура нагревателя Т1=375 К. Определить температуру охладителя.

2.53. Газ, совершающий цикл Карно, получает от нагревателя теплоту Q1=42 кДж. Какую работу совершает газ, если температура нагревателя Т1 в три раза выше, чем температура охладителя Т2?

2.54. Совершая цикл Карно, газ отдал охладителю 2/3 теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру охладителя, если температура нагревателя Т1=245 К.

2.55. Совершая цикл Карно, газ отдал охладителю теплоту Q2= 4кДж. Работа цикла А=1 кДж. Определить температуру нагревателя, если температура охладителя Т2=300 К.

2.56. Газ совершает цикл карно. Работа изотермического расширения газа А1=5 Дж. Определить работу изотермического сжатия, если термический КПД цикла равен 0,2.

2.57. Газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя Т1=475К, а охладителя Т2=475 К. При изотермическом расширении газ совершает работу А1=100 Дж. Определить термический КПД цикла, а также теплоту Q2, которую газ отдает охладителю при изотермическом сжатии.

2.58. Идеальный тепловой двигатель, работающий по циклу Карно, получает за каждый цикл от нагревателя количество теплоты Q1=3 кДж. Температура нагревателя t1=100 градусов С, температура холодильника t2=0 градусов С. Определить работу А, совершаемую машиной за цикл.

2.59. Тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 73,5 кДж. Температура нагревателя 100 градусов С, температура холодильника 0 градусов С. Найти КПД машины, количество тепла Q1, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество тепла Q2, отдаваемое за один цикл холодильнику.

2.60. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% тепла, полученного от нагревателя, передается холодильнику. Количество тепла, получаемое от нагревателя Q1= 6,25 кДж. Найти КПД цикла и работу, совершаемую за один цикл.

2.61. В результатe изохорического нагревания 1 кг водорода давление Р газа увеличилось в два раза. Определить изменение энтропии газа.

2.62. Найти изменение энтропии при изобарическом расширении 4г азота от объема V1=5 л до объема V2=9 л.

2.63. Кислород (m=2 кг) увеличил свой объем в n=5 раз. Один раз изотермически, другой-адиабатически. Найти изменение энтропии в каждом из указанных процессов.

2.64. Водород (m=100 г) был изобарически нагрет так, что его объем увеличился в n1=3 раза, затем водород был изохорически охлажден так, что давление его уменьшилось в n2=3 раза. Найти изменение энтропии в ходе указанных процессов.

2.65. Азот массой m = 0,28 кг нагревается от температуры t1=7 градусов С до температуры t2=100 градусов С при постоянном давлении. Найти приращение энтропии азота.

2.66. Найти приращение энтропии ?S моля одноатомного идеального газа при нагревании его от 0 до 273 градусов C в случае, если нагревание происходит: при постоянном объеме; при постоянном давлении.

2.67. Найти приращение энтропии DS при расширении 2,0 г водорода от объема 1,5 до 4,5 л, если процесс расширения происходит: а) при постоянном давлении; б) при постоянной температуре.

2.68. Найти изменение энтропии DS 30г льда при превращении его в пар; начальная температура льда –40градусов С, а температура пара +100 градусов С. Теплоемкость воды и льда считать постоянными, а все процессы, - происходящими при атмосферном давлении.Удельная теплоемкость льда С=2,1 Дж/г? К.

2.69. Идеальный газ, расширяясь изотермически (при Т=400 К), совершает работу А=800 Дж. Что происходит при этом с энтропией газа?

2.70. В ходе обратимого изотермического процесса, протекающего при температуре Т=350 К, тело совершает работу

А = 80 Дж, а внутренняя энергия тела получает приращение DU=7,5Дж. Что происходит с энтропией тела?

2.71. Трубка имеет диаметр d=0,2 см. На нижнем конце трубки повисла капля воды, имеющая в момент после отрыва вид шарика. Найти диаметр этой капли.

2.72. Какую работу нужно совершить, чтобы выдувая мыльный пузырь, увеличить его диаметр от d1=1см до d2=11см?

2.73. Две капли ртути радиусом r =1 мм каждый слились в одну большую каплю. На сколько изменилась поверхностная энергия?

2.74. На сколько равновесное давление Р воздуха внутри мыльногo пузыря больше атсмосферного давления, если диаметр пузыря d=5 мм?

2.75. Глицерин поднялся в капиллярной трубке на высоту h=20мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения глицерина, если диаметр канала трубки d=1 мм.

2.76. Какую работу нужно совершить против сил поверхностного натяжения, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 4 см?

2.77. В сосуд со ртутью опущен открытый капилляр, внутренний диаметр которого d =3 мм. Разность уровней ртути в сосуде и в капилляре D h=3.7 мм. Чему равен радиус кривизны ртутного мениска в капилляре? (Принять краевой угол ? =180° ).

2.78. На какую высоту поднимается бензол в капилляре, внутренний диаметр которого равен d=1мм? (Смачивание считать полным).

2.79. Каков должен быть внутренний диаметр капилляра, чтобы при полном смачивании вода в нем поднялась на 2 см?

2.80. Капилляр с внутренним радиусом 2 мм опущен в жидкость. Найти коэффициент поверхностного натяжения жидкости, если известно, что вес жидкости, поднявшейся в каппиляре, равен 0,88мН

  Решение задач и контрольных работ по физике