Раздел 10. Первое начало термодинамики.

1. Найдите работу газа, если при сообщении ему количества теплоты 2 кДж внутренняя энергия увеличивается на 150 Дж.

2. Какое количество теплоты сообщили 100 г гелия, если его температура увеличилась на 50С, и при этом совершил работу 1000 Дж? Нагревание не изобарное.

3. (д) Кислороду массой 50 г сообщили 3 кДж теплоты. Кислород совершил работу 2 кДж. На сколько возросла температура кислорода?

4. Какое количество теплоты надо сообщить 15 г кислорода, чтобы его изобарически нагреть от 0С до 30С?

5. (д) Неон, массой 5 г, охладили до 280 К, изобарно отведя от него 500 Дж теплоты. Какой была начальная температура неона?

6. Какую массу воздуха можно изохорно нагреть от 30С до 180С, сообщив ему 1 кДж теплоты?

7. (д) При изобарном нагревании одноатомный газу сообщили 5 кДж теплоты. Какова работа газа и изменение его внутренней энергии при этом?

8. Температура 25 г кислорода адиабатно повышается на 40 К. Какая работа совершается над газом?

9. (д) Какое количество молей одноатомного газа при 273 К надо взять, чтобы, адиабатно совершив над ним работу 5 кДж, повысить абсолютную температуру газа в 2,5 раза?

10. Какую работу совершает водород массой 30 г при адиабатическом понижении своей температуры от 60С до 5С?

11. (д) Температура 4 г воздуха была равной 100С. Воздух адиабатно расширился, совершив работу 800 Дж. Какой стала температура воздуха?

Раздел 11. Тепловые двигатели.

1. Определите количество теплоты, передаваемое нагревателем рабочему телу за цикл работы тепловой машины с КПД = 30%, если количество теплоты, отданное холодильнику, составляет 10 кДж.

2. (д) Абсолютная температура нагревателя в тепловой машине в 3 раза выше температуры холодильника. Найдите КПД тепловой машины.

3. Температура выхлопных газов идеального теплового двигателя равна 50С. Какова температура рабочего газа в нагретом состоянии, если КПД двигателя составляет 31%?

4. (д) Количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику за цикл работы двигателя, в 1,5 раза меньше количества теплоты, полученного от нагревателя. Найдите КПД двигателя.

5. Рабочее тело тепловой машины, для совершения работы 500 кДж, получила от нагревателя в результате сгорания топлива 1,5 МДж теплоты. Найдите отношение температуры нагревателя к температуре холодильника.

6. (д) Температура нагревателя тепловой машины равна 700С, а температура холодильника составляет 150С. Какое количество теплоты должна получить машина от сгорания топлива, чтобы совершить работу 200 кДж?

7. Температура нагревателя тепловой машины равна 400С. Потребив 2 кг бензина, удельная теплота сгорания которого 46 МДж/кг, машина совершила работу 30 МДж. Определите температуру холодильника машины.

8. (д) Какую массу керосина, теплотворная способность которого 44 МДж/кг, надо сжечь в двигателе с КПД = 27%, чтобы двигатель совершил работу 7 МДж?

9. Какое количество теплоты отдано холодильнику, если двигатель, КПД которого составляет 33%, потребил 3 л бензина, плотность которого равна 710 кг/м³, а удельная теплота сгорания – 46 МДж/кг?

10. Температура нагревателя идеального теплового двигателя, установленного на автомобиле, равна 550С. Температура холодильника равна 20С. Сила тяги двигателя составляет 2 кН. Какой путь сможет пройти автомобиль, потребив 5 кг бензина?

11. (д) В паровозе с идеальной тепловой машиной, работающей на высококачественном угле теплотворностью 30 МДж/кг, температура перегретого пара равна 150С, а температура холодной воды, подаваемой для получения пара, составляет 15С. Какую массу угля должен потребить паровоз, чтобы преодолеть 500 км при силе тяги 76,3 кН?

12. Автомобиль «Таврия» преодолел 100 км со средней скоростью 72 км/час. КПД двигателя автомобиля - 30%, его полезная мощность, в описанном режиме движения, равна 36 л.с. Определите массу израсходованного бензина.

13. (д) Какова мощность двигателя грузового автомобиля, который на пути в 200 км при средней скорости 90 км/час израсходовал 60 л дизельного топлива? КПД двигателя составляет 29%. Удельная теплота сгорания дизельного топлива (солярки) равна 42 МДж/кг, плотность – 800 кг/м³.