Глава III. 2. Основы термодинамики

§III.2.1 первый закон термодинамики

1. Что понимают под: энергией тела; внутренней энергией тела?

2. Как изменится внутренняя энергия идеального газа, если его молекулы будут состоять из нескольких атомов? Почему?

3. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при изотермическом сжатии?

1. увеличивается;

2. уменьшается;

3. не изменяется.

4. Сравните значения внутренней энергии водорода и кислорода при одинаковых их массах и температурах?

1. внутренняя энергия водорода в 16 раз больше;

2. внутренняя энергия кислорода в 16 раз больше;

3. внутренняя энергия водорода и кислорода одинакова.

5. Как изменится внутренняя энергия идеального газа при увеличении его давления и объема в 3 раза?

1. увеличивается в 3 раза;

2. увеличивается в 9 раз;

3. увеличивается в 6 раз;

4. не изменяется.

6. Что такое число степеней свободы молекул газа? Чему равно число степеней одно-, двух-, трехатомных и многоатомных молекул?

7. В чем состоит закон равномерного распределения энергии по степеням свободы и всегда ли он выполняется?

8. Что называется теплоемкостью?

9. От чего зависит теплоемкость газов, и в каких пределах она может изменяться?

10. Получите выражение для разности молярных теплоемкостей: . Почему ? Каков физический смысл универсальной газовой постоянной R?

11. Выведите уравнение Пуассона.

12. Изобразите в зависимости р от V изотерму и адиабату. Объясните, почему адиабата с ростом V спадает круче, чем изотерма.

13. Выведите формулы для расчета работы различных изопроцессов и покажите, как изображается эта работа на графиках в зависимости р от V.

14. Начальное состояние газа характеризуется параметрами р₁ и V₁. При каком расширении, изотермическом или изобарном, газ совершит большую работу? Ответ обоснуйте графически в системе координат (р,V).

15. Что такое количество теплоты? В каких единицах она измеряется?

16. При передаче телу некоторого количества теплоты…

1. температура тела всегда повышается;

2. температура тела не всегда повышается.

17. При изотермическом расширении идеального газа температура и внутренняя энергия его не изменяются. Куда же идет подводимая теплота?

18. Проанализируйте различные формулировки первого закона термодинамики.

19. Один моль идеального газа изобарно нагревают от температуры Т до 3Т. Какое количество теплоты необходимо для этого?

1. 3RT;

2. 2RT;

3. 5RT.

20. Внешние силы совершили работу 300 Дж по адиабатному сжатию газа. Как изменилась при этом внутренняя энергия газа?

1. увеличилась на 300 Дж;

2. уменьшилась на 300 Дж;

3. не изменилась.

21. В результате изотермического расширения газ совершил работу 500 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу в этом процессе?

1. 500 Дж;

2. 250 Дж;

3. при изотермическом расширении газа теплота не потребляется.

22. Один моль одноатомного идеального газа, находящегося при температуре Т, нагревают. Определите количество теплоты, которое надо подвести к газу, чтобы изобарно увеличить его объем вдвое?

1. 1,5 RT;

2. 2,5 RT;

3. 2RT;

4. 3RT.

23. Кислород массой 0,32 кг нагрели на 100 К, сообщив ему количество теплоты 30 кДж. Найти приращение внутренней энергии кислорода и совершённую им работу.