3. Максимальное значение кпд, которое может иметь тепловой двигатель с температурой нагревателя 327°с и температурой холодильника 27°с, составляет ____ %.

4. Идеальному трехатомному газу (с нелинейными молекулами) в изобарном процессе

подведено количество теплоты Q. При этом на работу расширения расходуется _______% подводимого количества теплоты. (Считать связь атомов в молекуле жесткой).

5. Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если скорость его молекул v=400 м/с и в объеме V=1 см³ число молекул N=2,7·10¹⁹?

6. В начале сжатия температура газа в цилиндре двигателя внутреннего сгорания t₁=57°С. Найти температуру t₂ в конце сжатия, если при этом давление возрастает в 40 раз, а объем газа уменьшается в 5 раз.

7. На рисунке изображен цикл, происходящий в газе неизменной массы. Изобразить этот цикл в координатных осях p-T.

8. В теплоизолированном цилиндре под поршнем находится υ=1 кмоль азота при нормальных условиях (t₁=0^oC). Газ расширяется от V₁ до V₂=5V₁. Найти изменение внутренней энергии газа ΔU и работу A, совершенную при расширении.

9. Азот массой m=14 г сжимают изотермически при температуре T=300 К от давления p₁=100 кПа до давления p₂=500 кПа. Определить: 1) изменение внутренней энергии газа; 2) работу сжатия; 3) количество выделившейся теплоты.

10. В сосуд, содержащий m₁=10 кг воды при t₁=10^оС, положили лед при t₂=-50^оС, в результате чего вся вода замерзла и температура в сосуде стала t=-4^оС. Какая масса льда m₂ была положена в сосуд? Удельная теплоемкость воды c₁=4200 Дж/(кг·К), удельная теплоемкость льда с₂=2100 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда λ=3,3·10⁵ Дж/кг. Теплоемкостью сосуда пренебречь.

11. Некоторая масса водорода под давлением p₁=100 кПа занимала объем V₁=100 л. Газ сначала нагрели изохорно так, что его давление возросло вдвое, а затем изобарно до объема V₂=2 м³. Найти изменение внутренней энергии водорода ΔU, совершенную им работу A и количество теплоты Q, переданное газу.

12. Идеальная тепловая машина, работающая по обратному циклу Карно, отнимает от охлаждаемого тела с температурой t₁=-10^оС количество теплоты Q=28 кДж и передает телу с температурой t₂=17^оС. Определить КПД цикла, количество теплоты, переданное нагретому телу за цикл, и холодильный коэффициент машины ε.

11

1. Зависимость давления идеального газа от высоты определяется не только температурой газа, но и ____.

2. Если не учитывать колебательные движения в молекуле водорода при температуре 200 к, то кинетическая энергия в (Дж) всех молекул в 4 г водорода равна …

3. Если КПД цикла Карно равен 60%, то температура нагревателя больше температуры холодильника в ______ раз(а).

4. При изотермическом расширении 1 моля газа его объем увеличился в e раз (e≈2,72), работа газа составила 1662 Дж. Тогда температура равна _____ K.

5. Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа v=480 м/с при температуре T=296 К. Сколько молекул содержится в m=10 г этого газа?

6. Чему равна плотность смеси газов, состоящих из кислорода массой m₁=5 г, азота массой m₂=4 г и гелия массой m₃=10 г, при нормальных условиях? Молярная масса кислорода M(O₂) = 32·10^-3 кг/моль, азота - M(N₂) = 28·10^-3 кг/моль, гелия – M(He) = 2·10^-3 кг/моль.

7. На рисунке изображен цикл, происходящий в газе неизменной массы. Изобразить этот цикл в координатных осях p-V.

8. Некоторая масса газа, занимающего объем V₁=0,02 м³, находится при температуре T₁=300 К. Газ нагревается сначала изобарно, а затем изохорно до температуры T₃=400 К и давления p₃=5·10⁵ Па. Найти работу A, совершаемую газом, при переходе из состояния 1 в состояние 3, если T₂=350 К.

9. При изобарном нагревании некоторого идеального газа (υ=2 моль) на ΔT=90 К ему было сообщено количество теплоты 5,25 кДж. Определить: 1) работу, совершаемую газом; 2) изменение внутренней энергии газа; 3) величину γ=с_p/c_V.

10. Какую массу дров m₂ нужно сжечь в печке с КПД η=40 %, чтобы получить из m₁=200 кг снега, взятого при температуре t₁=-10^оС, воду при температуре t₂=20^оС? Теплотворная способность дров q=1·10⁷ Дж/кг. Удельная теплоемкость снега с₁=2100 Дж/(кг·К), удельная теплоемкость воды с₂=4200 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления снега λ=3,3·10⁵ Дж/кг.

11. Один моль идеального газа с показателем адиабаты γ совершает процесс, при котором его давление p~T^α, где α – постоянная. Найти: 1) работу, которую произведет газ, если его температура испытает приращение ΔT; 2) молярную теплоемкость газа в этом процессе; при каком значении α теплоемкость будет отрицательной?

12. С идеальным газом, взятом в количестве υ=3 моля, проводят замкнутый процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар. Отношение давлений на изобарах α=5/4, отношение объемов на изохорах β=6/5. Разность максимальной и минимальной температур в процессе ΔT=100 К. Найти работу, совершенную газом за один цикл.

12

1. В распределении Максвелла площадь малой заштрихованной полоски равна ______.

2. Отношение средней кинетической энергии вращательного движения к средней энергии молекулы с жесткой связью E_вр/E=2/5. Это имеет место для … (водорода, водяного пара, гелия, метана).