Задачи для самостоятельного решения
1. Вычислить массу т атома азота. [2,3310–26 кг]
2. Плотность газа с при давлении с = 96 кПа и температуре t = 0C равна 1,35 г/л. Найти молярную массу М газа. [3210–3 кг/моль]
3. Определить давления р1 и p2 газа, содержащего N = 109 молекул и имеющего объем V = 1 см3, при температурах T1 = 3К и T2 = 1000К. [41,4 нПа; 13,8 мкПа]
4. При температуре t = 35°С и давлении p = 708 кПа плотность некоторого газа р = 12,2 кг/м3. Определить относительную молекулярную массу Mr, газа. [44,1]
5. Какой объем V занимает смесь азота массой m1 = 1 кг и гелия массой т2 = 1 кг при нормальных условиях? [6,4 м3]
6. В баллоне вместимостью V =15 л находится смесь, содержащая m1 = 10 г водорода, m2 = 54 г водяного пара и m3 = 60 г оксида углерода. Температура смеси t = 27°. Определить давление. [1,69 МПа]
7. Найти полную кинетическую энергию, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака NH3 при температуре t = 27°С. [1,2410–20 Дж; 6,210–21 Дж]
8. Определить удельные теплоемкости cV и ср газообразного оксида углерода СО. [743 Дж/(кгК); 1,04 кДж/(кгК)]
9. Смесь газа состоит из кислорода О2 с массовой долей w = 85% и озона О3 с массовой долей w2=15%. Определить удельные теплоемкости сV и ср этой газовой смеси. [629 Дж/(кгК); 877 Дж/(кгК)]
10. Газовая смесь состоит из азота массой m1 = 3 кг и водяного пара массой т2 = 1 кг. Принимая эти газы за идеальные, определить удельные теплоемкости сV и ср газовой смеси. [902 Дж/(кгК); 1,24 кДж/(кгК)]
11. Молекула газа состоит из двух атомов; разность удельных теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме равна 260 Дж/(кгК). Найти молярную массу газа и его удельные теплоемкости сV и ср. [3210–3 кг/моль; 650 Дж/(кгК); 910 Дж/(кгК)]
1
Рис. 9
13. Один киломоль двухатомного идеального газа совершает замкнутый цикл, график которого изображен на рис. 9. Определить: 1) теплоту Q1, полученную от теплоотдатчика; 2) теплоту Q2, переданную теплоприемнику; 3) работу А, совершаемую газом за один цикл; 4) термический КПД цикла. [7,61 МДж; 7,19 МДж; 0,4 МДж; 5,3%]
14. Водород занимает объем V = 10 м3 при давлении p1 = 0,l МПа. Его нагрели при постоянном объеме до давления р2 = 0,3 МПа. Определить изменение Q внутренней энергии газа, работу А, совершенную им, и теплоту Q, сообщенную газу. [5 МДж; 0; 5 МДж]
15. Кислород при неизменном давлении р = 80 кПа нагревается. Его объем увеличивается от V1 = 1 м3 до V2 = 3 м3. Определить изменение U внутренней энергии кислорода, работу А, совершенную им при расширении, а также теплоту Q, сообщенную газу. [400 кДж; 160 кДж; 560 кДж]
16. В цилиндре под поршнем находится азот, имеющий массу m = 0,6 кг и занимающий объем V1 = l,2 м3, при температуре T1 = 560 К. В результате нагревания газ расширился и занял объем V2 = 4,2 м3, причем температура осталась неизменной. Найти изменение U внутренней энергии газа, совершенную им работу А и теплоту Q, сообщенную газу. [0; 126 кДж; 126 кДж]
17. В бензиновом автомобильном двигателе степень сжатия горючей смеси равна 6,2. Смесь засасывается в цилиндр при температуре t1 = 15°С. Найти температуру t2 горючей смеси в конце такта сжатия. Горючую смесь рассматривать как двухатомный идеальный газ; процесс считать адиабатным. [324°С]
18. Газ совершает цикл Карно. Температура теплоотдатчика в три раза выше температуры теплоприемника. Теплоотдатчик передал газу Q1 = 41,9 кДж теплоты. Какую работу совершил газ? [28,1 кДж]
19. Какую энергию надо затратить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром d = 12 cм? Каково будет добавочное давление внутри этого пузыря? [3,62 мДж; 2,66 Па]
20. На нижнем конце трубки диаметром d = 0,2см повисла шарообразная капля воды. Найти диаметр этой капли. [4,42 мм]
21. В сосуд с ртутью частично погружены две вертикально расположенные и параллельные друг другу стеклянные пластинки. Расстояние между пластинками d = 1 мм. Определить разность h уровней ртути в сосуде и между пластинками, краевой угол принять равным 138°. [–5,57 мм]