ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА". Компенсаційний курс

2.3. Задачі для самостійної роботи

Перший закон термодинаміки

Рівень А

2.16.

Газ у циліндрі з тиском 100 кПа й об'ємом 6 л адіабатно стискають так, що тиск змінюється в 10 разів, а об'єм – у 4 рази. Визначити роботу газу в процесі [–540 Дж]

2.17.

Гелій масою 100 г в циліндрі під поршнем при адіабатному розширенні виконав роботу  25 кДж. Визначити зміну температури газу. [–12°С]

2.18.

Чому дорівнює теплоємність газу в ізотермічному та в адіабатному процесі? [∞; 0]

2.19.

Визначити середню  кінетичну енергію молекули газу, один моль якого при тиску 100 кПа займає об'єм 6 л. [1,5·10–21 Дж]

2.20.

Визначити роботу 320 г кисню при нагріванні на 10°С у циліндрі під рухомим поршнем. [830 Дж]

2.21.

Визначити, на скільки відрізняються кількості теплоти, потрібні для  нагрівання 5 моль повітря на 10°С один раз при сталому тиску, а інший –  при сталому об'ємі? [415 Дж]

2.22.

Визначити зміну температури одного моля повітря в циліндрі під рухомим поршнем, якщо воно виконало роботу 300 Дж. [36°С]

2.23.

Визначити зміну температури 2 кг гелію в адіабатному процесі, якщо газ виконав роботу 125 кДж. [20°С]

2.24.

Визначити роботу газу при адіабатному розширенні від об'єму 20 дм3 до 0,1 м3, якщо його початковий тиск складав 200 кПа, а кінцевий  13,7 кПа? [3,95 кДж]

 

Рівень Б

2.25.

У циліндрі під рухомим поршнем міститься 300 г газу, густина котрого за нормальних умов (760 мм.рт.ст., 0°С) складає 1,3 кг/м3. Визначити роботу газу при його нагріванні на 100°С. [8,6 кДж]

2.26.

Визначити кількість теплоти, яку треба передати одному молю газу для його нагрівання на 10°С у процесі, в якому тиск і об'єм перебувають у прямопропорційній залежності. [166 Дж]

2.27.

Кисень масою 300 г із початковою температурою 47°С ізохорно охолоджують так, що тиск зменшується втричі. Відтак газ нагрівають ізобарно до початкової температури. Визначити кількість теплоти, що передано газу. [16,6 кДж]

2.28.

Знайти початкову температуру двох молів газу, якщо при ізобарному подвоєнні об'єму й наступному ізохорному охолодженні до вихідної температури газ виконав роботу 4,15 кДж. [–23°С]

2.29.

Ідеальний газ розширяються так, що його тиск лінійно зростає від  400 кПа до 800 кПа при збільшенні об'єму від 0,2 м3 до 0,5 м3. Знайти: а) роботу газу; б) зміну його внутрішньої енергії; в) отриману кількість теплоти. [а) 180 кДж; б) 480 кДж; в) 660 кДж]

2.30.

При зміні об'єму азоту масою 7 г від  1 м3 до 2 м3 його температура змінювалася за законом   T = αV2,  де α = 2 К/м6. Знайти роботу, яку виконав газ. Отримував, чи втрачав газ при цьому тепло? [6,2 Дж; отримував]

2.31.

При розширенні газу його тиск зменшується за законом P = P0 – αV, де α = 0,2 МПа/м3. Яку кількість теплоти одержує газ при зміні об'єму від 1 м3 до 2 м3 ? [50 кДж]