Изменение внутренней энергии газа совершающего работу
10154
Кислород массой m = 200 г занимает объем V1 = 100 л и находится под давлением p1 = 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V2 = 300 л, а затем его давление возросло до р3 = 500 кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии δU газа, совершенную газом работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.
10156
Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры T1 = 200 К до температуры T2 = 400 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение δU внутренней энергии азота.
10644
Кислород массой m = 2 кг занимает объем V1 = 1 м3 и находится под давлением p1 = 0,2 МПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V2 = 3 м3, а затем его давление возросло до р3 = 0,5 МПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии ΔU газа, совершенную газом работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.
13335
При изобарном нагревании некоторого идеального газа (v = 2 моль) на ΔT = 90 К ему было сообщено количество теплоты 5,25 кДж. Определите: 1) работу, совершаемую газом; 2) изменение внутренней энергии газа; 3) величину γ = ср/сv.
13339
Азот массой m = 14 г сжимают изотермически при температуре Т = 300 К от давления р1 = 100 кПа до давления р2 = 500 кПа. Определите: 1) изменение внутренней энергии газа; 2) работу сжатия; 3) количество выделившейся теплоты.
13341
Азот массой m = 50 г находится при температуре T1 = 280 К. В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в n = 2 раза, а затем в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии стала равной первоначальной. Определите: 1) работу, совершенную газом; 2) изменение внутренней энергии газа.
13343
При адиабатном расширении кислорода (ν = 2 моль), находящегося при нормальных условиях, его объем увеличился в n = 3 раза. Определите: 1) изменение внутренней энергии газа; 2) работу расширения газа.
50142
При адиабатном процессе над газом совершена работа ΔА = –3·109 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия газа? Что произойдет с газом — охлаждение или нагревание?
50147
При изохорном процессе газу сообщено 4·1010 Дж теплоты. Рассчитать изменение внутренней энергии и работу по расширению газа.
50150
Один килограмм углекислого газа CO2 изобарно нагрет от 268 до 400 К. Определить работу, совершенную над газом при увеличении его объема, и изменение внутренней энергии этого газа.
50297
Кислород занимает объем 2 л при давлении 0,2МПа, а при давлении 1МПа та же масса газа занимает объем 5 л. Определите количество теплоты, сообщенное газу в процессе перехода из первого состояния во второе, изменение внутренней энергии и совершенную газом работу, если процесс происходит: 1) сначала изохорно, затем изобарно; 2) сначала изобарно, затем изохорно. Объясните совпадение и различие ответов.
50399
При изотермическом расширении одного моля водорода была затрачена теплота 4 кДж, при этом объем водорода увеличился в пять раз. При какой температуре протекает процесс? Чему равно изменение внутренней энергии газа и какую работу совершает газ?
50419
При изобарическом сжатии азота была совершена работа, равная 12 кДж. Определить затраченное количество теплоты и изменение внутренней энергии газа.
50421
Газ объемом 2 м3 при изотермическом расширении изменяет давление от 12·105 Па до 2·105 Па. Определить работу расширения, изменение внутренней энергии и подведенную теплоту.
10154
Кислород массой m = 200 г занимает объем V1 = 100 л и находится под давлением p1 = 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V2 = 300 л, а затем его давление возросло до р3 = 500 кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии δU газа, совершенную газом работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.
10644
Кислород массой m = 2 кг занимает объем V1 = 1 м3 и находится под давлением p1 = 0,2 МПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V2 = 3 м3, а затем его давление возросло до р3 = 0,5 МПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии ΔU газа, совершенную газом работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.
50297
Кислород занимает объем 2 л при давлении 0,2МПа, а при давлении 1МПа та же масса газа занимает объем 5 л. Определите количество теплоты, сообщенное газу в процессе перехода из первого состояния во второе, изменение внутренней энергии и совершенную газом работу, если процесс происходит: 1) сначала изохорно, затем изобарно; 2) сначала изобарно, затем изохорно. Объясните совпадение и различие ответов.
26700
Кислород занимает объем 5 л при давлении 0,2 МПа, а при давлении 1 МПа та же масса газа занимает объем 2 л. Определить количество теплоты, сообщенное газу в процессе перехода из первого состояния во второе, изменение внутренней энергии и совершенную газом работу, если процесс происходил: 1) сначала изохорно, затем изобарно; 2) сначала изобарно, затем изохорно. Объясните совпадение и различие ответов.
11064
Азот, масса которой 28 г, содержится в цилиндре под невесомым подвижным поршнем и занимает объем V1 при давлении р1 и температуре t = 27 °С. Затем газ вследствие нагревания медленно расширяется при p1 = const до объема V2 и нагревается до температуры Т2. Для нагрева газа расходуется Q = 10 кДж теплоты. Вычислить работу А расширение газа, изменение его внутренней энергии ΔU, температуру Т2 и отношение V2/V1.
11417
Азот нагревался при постоянном давлении, причем ему было сообщено количество теплоты Q = 21 кДж. Определить работу А, которую совершил при этом газ, и изменение ΔU его внутренней энергии.
15549
Над газом провели некоторый процесс, в ходе которого он отдал 5,2 кДж теплоты. Какую работу совершили над газом, если он перешел из состояния с внутренней энергией 6,2 кДж в состояние с внутренней энергией 4,3 кДж? Ответ выразить в кДж, округлив до десятых.
15700
Над газом провели некоторый процесс, в ходе которого он отдал 5,2 кДж теплоты. Какую работу совершили над газом, если он перешел из состояния с внутренней энергией 6,2 кДж в состояние с внутренней энергией 4,3 кДж? Ответ выразить в кДж, округлив до десятых.
17463
Газ, расширяясь, переходит из одного и того же начального состояния с объемом V1 в конечное состояние с объемом V2. а) изобарически; б) адиабатически. Постройте графики этих процессов в координатах P-V. В каком процессе изменение энтропии минимально, а совершаемая работа максимальна?
18302Установите соответствие между графиками процессов, в которых участвует 1 моль идеального газа, и значениями физических величин, характеризующих эти процессы (ΔU — изменение внутренней энергии; A — работа газа). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
19209
Гелий нагревался при постоянном давлении, при этом газу было сообщено 20 кДж теплоты. Определить изменение внутренней энергии газа и совершенную работу.
19734
Некоторая масса азота при давлении 0,1 МПа имела объем 5 л, а при давлении 0,3 МПа имела объем 2 л. Переход от первого состояния ко второму происходил сначала по изохоре, а затем по изобаре. Найти изменение внутренней энергии газа, полученное им количество теплоты и произведенную работу. Построить график процесса в координатах p,V и V,T.
19735
Некоторая масса кислорода при давлении 100 кПа имела объем 10 л, а при давлении 300 кПа - объем 4 л. Переход от первого состояния ко второму был сделан в два этапа: сначала по изобаре, а затем по изохоре. Определить изменение внутренней энергии газа и произведенную им работу. Построить график этого процесса в координатах p,V и p,Т.
19736
Некоторая масса азота при давлении 0,1 МПа имела объем 5 л, а при давлении 0,5 МПа — объем 2 л. Переход от первого состояния ко второму был сделан в два этапа: сначала по изохоре, затем по изобаре. Определить изменение внутренней энергии газа и произведенную им работу. Построить график процесса в координатах p,V и р,Т.
19738
Масса азота 3 кг занимает объем 2 м3 и находится под давлением 105 Па. Газ нагревают сначала при постоянном объеме, затем при давлении 2·105 Па до объема 4 м3. Построить график процесса в координатах p,V и р,Т, рассчитать изменение внутренней энергии и работу расширения азота.
20051Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — водяной пар
Т
1 = 360 К
Р
1 = 2,4·10
5 Па
V
1 = 6 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,6
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20052Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот воздух
Т
1 = 380 К
Р
1 = 2,3·10
5 Па
V
1 = 5 л = 5·10
–3 м
3a = 3
b = 1,6
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20053Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот воздух
Т
1 = 380 К
Р
1 = 2,3·10
5 Па
V
1 = 5 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,6
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20054Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот гелий
Т
1 = 380 К
Р
1 = 2,2·10
5 Па
V
1 = 5 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,8
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20055Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот кислород
Т
1 = 440 К
Р
1 = 1,2·10
5 Па
V
1 = 5 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,8
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20058Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот кислород
Т
1 = 440 К
Р
1 = 1,2·10
5 Па
V
1 = 6 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,8
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20060Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — углекислый газ
Т
1 = 400 К
Р
1 = 1,3·10
5 Па
V
1 = 5 л = 5·10
–3 м
3a = 3
b = 1,6
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20061Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — углекислый газ
Т
1 = 400 К
Р
1 = 1,3·10
5 Па
V
1 = 6 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,6
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20062Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот
Т
1 = 450 К
Р
1 = 1,3·10
5 Па
V
1 = 5 л = 5·10
–3 м
3a = 3
b = 1,6
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20063Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот
Т
1 = 450 К
Р
1 = 1,3·10
5 Па
V
1 = 6 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,6
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20064Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот воздух
Т
1 = 400 К
Р
1 = 1,2·10
5 Па
V
1 = 5 л = 5·10
–3 м
3a = 3
b = 1,8
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20065Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ. Исходное состояние его соответствует параметрам P
1, V
1, T
1. Объем газа после изотермического расширения V
2 = aV
1, после адиабатического расширения — V
3 = bV
2.
Дано: газ — азот воздух
Т
1 = 400 К
Р
1 = 1,2·10
5 Па
V
1 = 6 л = 6·10
–3 м
3a = 3
b = 1,8
Определить:
1. Количество молекул, находящихся в сосуде.
2. Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения.
3. Энергию теплового движения молекул газа.
4. Среднюю энергию одной молекулы, энергию ее поступательного движения (при температуре Т
1).
5. Теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении.
6. Давление, температуру и объем газа в состояниях 2,3,4.
7. Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл.
8. Работу, совершенную газом за цикл и в каждом процессе.
9. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику.
10. КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии.
11. Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла.
12. Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P,V).
13. Определить значения коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии.
20883
1 кг кислорода сжимается адиабатически, вследствие чего температура газа возрастает от 20°C до 500°С. Определить: а) работу сжатия; б) изменение внутренней энергии газа; в) во сколько раз изменится объем газа?
21324
Гелий массой m при температуре T расширяется в n = 2,5 раза при постоянном давлении за счет притока извне количества теплоты Q. Работа расширения газа равна А, изменение внутренней энергии — ΔU = 6226,2 Дж. Найти m, Q, A.
21439
Один моль двухатомного газа, находящегося при температуре 400 К, расширяется сначала изотермически от объема V1 до V2 = 2V1, а затем адиабатно до объема V3 = 3V1. Определить: 1) работу А1-2 и А2-3, совершенную газом на участках 1-2 и 2-3, 2) конечную температуру Т3, 3) изменением ΔU1-3 внутренней энергии газа на участке 1-3.
21440
Один моль одноатомного газа, находящегося при температуре T1 = 300 К сжимается сначала изотермически, так, что давление возрастает от p1 до р2 = 2p1, а затем адиабатно до давления р3 = 4p1. Определить: 1) работу А1-2 и А2-3 на участках 1-2 и 2-3, 2) конечную температуру Т3, 3) изменение ΔU1-3 внутренней энергии на участке 1-3.
23029
При изотермическом расширении двухатомного газа, имеющего объем V1 = 2 м3 давление P1 = 0,5 МПа, произошло уменьшение давления до P2 = 0,4 МПа, а затем газ сжали изобарически до первоначального объема. Нарисуйте график этого процесса в координатах Р–V покажите на графике работу газа при этом процессе. Определите работу, совершенную газом, изменение его внутренней энергии и изменение S при этом процессе.
23831
Диета человека массой 70 кг содержит 400 г белка (20,1 МДж/кг), 22 г жиров (39,8 МДж/кг) и 80 г углеводов (16,7 МДж/кг). Каждый день он поднимается на высоту 3 км и совершает перед этим работу, включая работу метаболизма, в четыре раза превышающую механическую работу поднятая своего тела на высоту 3 км. Чему равно изменение внутренней энергии при таком ежедневном процессе?
24361Идеальный газ совершает цикл а→b→с→d→а, состоящий из процессов, указанных в таблице 9.
Газ | параметры | вид процесса | найти |
a→b | b→c | c→d | d→a |
CO2 | Pc = P2, Pa = P1, Vb = V2 | P = const | V = const | T = const | d = a | Qa→b |
Примечание: d = a — процесс отсутствует.
m, г | P1, МПа | P2, МПа | P3, МПа | V1, л | V2, л |
1 | 0,2 | 0,1 | 0,15 | 1 | 2 |
1) постройте цикл в координатах (Р, V) и Определите для одного из процессов величину, указанную в последнем столбце таблицы 9;
2) для всех участков цикла укажите знак изменения внутренней энергии и Определите получает или отдает газ тепло, совершает газ работу или работа совершается над газом (ответы запишите в таблицу, пояснив ответ расчетами);
3) воспользовавшись результатами решения задачи 1, определите изменение энтропии газа на участке а→b→с цикла (ответы запишите в таблицу, пояснив ответ расчетами);
4) тепловой двигатель работает по циклу, указанному выше для выполненного ранее варианта. Определите его КПД. Каков был бы КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, если бы температура ее нагревателя и холодильника были бы соответственно равны максимальной и минимальной температурам в цикле, описанном в задаче 1 (ответы запишите в таблицу, пояснив ответ расчетами).