Глава 2. Молекулярная физика. Термодинамика. Кравченко, Яборов
Эти задачи мы уже решили, ищи свой шифр
Предмет: Физика
Контрольная работа по учебному пособию С.Н. Кравченко, Г.В. Яборов
цена: 100 рублей одна задача
Задача 2.01
При температуре t давление газа равно P, средняя длина свободного пробега молекул l. Эффективное сечение молекулы газа равно s. Определить неизвестную величину в табл.27.
Таблица 27
Шифр t, 0С P, кПа l, мкм s?1020, м2
1 350 ? 0,5 68
2 ? 500 0,04 34
3 –13 120 ? 20
4 460 ? 45 44
5 17 17 ? 24
Задача 2.02
При температуре t и давлении P молекула газа испытывает в единицу времени z соударений с другими молекулами. Масса киломоля газа m, эффек-тивный диаметр молекулы d, средняя длина свободного пробега l. Определить неизвестную величину в табл.28.
Таблица 28
Шифр t, 0С P, мм.рт.ст. z×10–9, с–1 m, кг/кмоль d, нм l, нм
1 280 2600 ? 2 0,28 –
2 –106 490 – – 0,22 ?
3 25 ? 4 32 0,36 –
4 –45 30 ? 28 0,38 –
5 ? 360 – – 0,29 75
Задача 2.03
В баллоне объемом V находится смесь кислорода и гелия. Число молекул кислорода равно N1, число молекул гелия N2. Температура смеси равна T, давление P. Среднее значение молярной массы смеси равно m. Определить неизвестную величину в табл.29.
Таблица 29
Шифр V, м3 N1×10–21 N2×10–21 T,К P, Па m, г/моль
1 0,45 – 8,4 290 140 ?
2 0,15 5,1 – ? 230 13
3 0,31 ? – 410 275 17
4 ? – 0,6 530 250 22
5 0,25 6,6 0,9 500 ? –
Задача 2.04
В сосуде объемом V находится смесь двух газов: газ с молекулярной массой m1, в количестве m1 и газ с молекулярной массой m2 в количестве m2. При температуре t давление в сосуде P. Определить неизвестную величину в табл.30.
Таблица 30
Шифр V, л m1, г/моль m1,г m2, г/моль m2, г t, 0С P, МПа
1 4,1 44 21 32 12 63 ?
2 0,75 28 0,15 2 0,14 –15 ?
3 ? 2 1,1 4 2,9 75 0,4
4 4,5 32 4,2 20 ? 21 0,17
5 4,6 32 23 4 15 ? 1,2
Задача 2.05
Смесь содержит m1 двухатомного газа с молекулярной массой m1 и m2 трехатомного газа с молекулярной массой m2. Удельные теплоемкости смеси при постоянном объеме и постоянном давлении равны Cv и Cp. Определить неизвестную величину в табл.31.
Таблица 31
Шифр m1, г m1, г/моль m2, г m2, г/моль Cv, Дж/(кг×К) Cp, Дж/(кг×К)
1 ? 28 185 64 650 –
2 170 32 ? 48 – 880
3 330 40 150 18 – ?
4 140 2 230 24 ? –
5 750 32 170 44 – ?
Задача 2.06
Для смеси, содержащей m1 двухатомного газа с молекулярной массой m1 и m2 одноатомного газа с молекулярной массой m2, отношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме равно g. Определить неизвестную величину в табл.32.
Таблица 32
Шифр m1, г m1, г/моль m2, г m2, г/моль g
1 280 – 330 4 1,6
2 500 2 130 4 ?
3 26 28 45 ? 1,49
4 – 71 46 20 1,55
5 100 32 – 40 1,45
Задача 2.07
В цилиндре под невесомым поршнем находился воздух в объеме V1 при температуре t1 и атмосферном давлении P1. После погружения цилиндра в воду с температурой t2 на глубину h объем воздуха уменьшится до V2. Определить неизвестную величину в табл.33.
Таблица 33
Шифр V1, л P1, мм.рт.ст. t1, 0С V2, л h, м t2, 0С
1 9,3 400 –3 ? 4,5 19
2 ? 570 77 2,5 8,5 15
3 0,39 710 ? 0,34 1,5 25
4 6,1 750 57 3,7 5 ?
5 2,4 565 26 1,9 ? 12
Задача 2.08
Два сосуда соединены трубкой с краном. В одном находится кислород массой m1 под давлением P1,а в другом – углекислый газ массой m2 под дав-лением P2. После открывания крана и перемешивания газов давление смеси стало равным P. Температура газов до и после перемешивания одинакова. Определить неизвестную величину в табл.34.
Таблица 34
Шифр m1, кг P1, кПа m2, кг P2, кПа P, кПа
1 4,7 320 2,9 ? 300
2 6 210 ? 540 430
3 ? 740 2,5 350 620
4 2,3 ? 3,9 160 100
5 1,8 250 4,3 900 ?
Задача 2.09
Из баллона объемом V, содержащего сжатый воздух при давлении P1 и температуре t1 , постепенно выпускают некоторую массу воздуха m. После закрытия крана давление воздуха в баллоне равно P2, температура t2. Определить неизвестную величину в табл.35.
Таблица 35
Шифр V, л P1, МПа t1, 0С m, кг P2, МПа t2, 0С
1 40 1,6 28 0,13 1,15 ?
2 240 0,42 17 ? 0,18 3
3 85 ? –60 2,1 4,3 –49
4 25 3,9 35 0,48 ? –40
5 60 8,3 ? 2,6 3,5 –25
Задача 2.10
Из баллона объемом V, содержащего азот при температуре t1 выпускают часть газа столь быстро, что теплообмен газа в баллоне с атмосферой за время выпуска не успевает произойти. Сразу после закрытия крана температура газа в баллоне равна t2, давление P2. Масса выпускаемого азота равна m. Определить неизвестную величину в табл.36.
Таблица 36
Шифр V, л t1, 0С P2, МПа t2, 0С m, кг
1 150 19 ? 2 0,28
2 60 ? 3,7 –15 2,24
3 ? 32 0,6 –11 0,17
4 160 48 ? 25 0,35
5 790 27 8,6 0 ?
Задача 2.11
Два теплоизолированных сосуда одинакового объема соединены трубкой с краном. В одном сосуде находится кислород при давлении P1 и температуре t1, во втором – гелий при давлении P2 и температуре t2. Когда кран открыли и газы перемешались, давление смеси установилось равным P, а температура t. Определить неизвестную величину в табл.37.
Таблица 37
Шифр P1, МПа t1, 0С P2, МПа t2, 0С P, МПа t, 0С
1 ? –19 0,4 17 – 4
2 2,2 35 ? –42 – –17
3 3,9 –12 4,7 11 ? –
4 ? –15 0,3 11 – 7
5 0,35 –140 0,79 42 – ?
Задача 2.12
Идеальный газ с удельными теплоемкостями при постоянном давлении Cp и постоянном объеме Cv. (отношение теплоемкостей Cp/Cv=g) совершает политропный процесс с показателем политропы n. Удельная теплоемкость газа в этом процессе равна c. Определить неизвестную величину в табл.38.
Таблица 38
Шифр Cp, кДж/(кг×К) Cv, кДж/(кг×К) g=Cp/Cv n с, кДж/(кг×К)
1 – ? 1,67 1,3 –0,55
2 1,95 – 1,1 ? 2,6
3 – 10,4 1,1 ? –7,5
4 5,2 3,1 – 1,2 ?
5 0,91 0,5 – 2,3 ?
Задача 2.13
Некоторая масса газа с двухатомными молекулами при давлении P1 имела объем V1, а при давлении P2 – объем V2. Переход от первого состояния ко второму был сделан в два этапа: сначала по изобаре, а затем по адиабате. При этом количество поглощенного газом тепла равнялась Q, приращение внутренний энергии DU, работа газа A. Определить неизвестную величину в табл.39.
Таблица 39
Шифр P1, кПа V1, м3 P2, кПа V2, м3 Q, кДж DU, кДж A, кДж
1 ? 0,12 1050 0,48 – 130 –
2 1300 1,3 850 1,47 – – ?
3 130 0,95 330 0,44 – ? –
4 710 0,8 320 0,82 ? – –
5 750 0,84 ? 0,59 –960 – –
Задача 2.14
Двухатомный газ при давлении P1 имел объем V1, а при давлении P2 – объем V2. Переход из первого состояния во второе был сделан в два этапа: сначала по изотерме, затем по изохоре. Количество поглощенного газом тепла равна Q, приращение внутренней энергии DU, работа газа A. Определить неизвестную величину в табл.40.
Таблица 40
Шифр P1, кПа V1, м3 P2, кПа V2, м3 Q, кДж DU, кДж A, кДж
1 900 0,18 – 0,42 – – ?
2 440 0,83 250 0,39 – ? –
3 ? 0,045 2400 0,087 450 – –
4 650 0,38 1700 ? – –380 –
5 300 0,14 320 0,11 ? – –
Задача 2.15
Водород находился при давлении P1 в объеме V1, а при изменении объема до V2 давление его стало равным P2. Переход из первого состояния во второе совершался в два этапа: сначала по изохоре, затем по адиабате. Количество поглощенного газом тепла равно Q, приращение внутренней энергии DU, работа газа A. Определить неизвестную величину в табл.41.
Таблица 41
Шифр P1, кПа V1, м3 P2, кПа V2, м3 Q, кДж DU, кДж A, кДж
1 170 ? 230 0,83 – 125 –
2 200 0,47 150 0,24 – ? –
3 1200 0,65 ? 1,35 –410 – –
4 – 1,75 350 0,95 – – ?
5 1500 0,33 250 0,68 ? – –
Задача 2.16
Цикл, совершаемый одним киломолем идеального двухатомного газа, со-стоит из двух изохор и двух изобар. Совершаемая газом за цикл работа равна A, количество полученного за цикл тепла Q. Минимальные значения объема и давления равны V1 и P1, максимальные V2 и P2. Определить неизвестную величину в табл.42.
Таблица 42
Шифр P1, кПа P2, кПа V1, м3 V2, м3 A, кДж Q, кДж
1 190 410 0,92 – 50 ?
2 290 ? 0,18 0,39 23 –
3 270 490 1,3 ? – 5000
4 330 400 0,075 0,135 ? –
5 170 – 0,25 0,85 50 ?
Задача 2.17
Цикл, совершаемый киломолем идеально газа, состоит из двух изохор и двух изотерм. Температуры изотермических процессов T1 и T2; T1>T2. Отноше-ние максимального объема к минимальному равно k. Работа цикла равна A, коэффициент полезного действия h. Определить неизвестную величину в табл.43.
Таблица 43
Шифр T1, K T2, K k A, кДж h
1 430 170 ? – 0,4
2 740 410 – 750 ?
3 400 ? 2,9 2100 –
4 310 35 3,5 ? –
5 630 250 7,4 – ?
Задача 2.18
Киломоль азота совершает цикл Карно в интервале температур от T1 до T2. Отношение максимального за цикл давления к минимальному равно k, полученное от нагревателя за цикл количество тепла Q1, отданное холодиль-нику за цикл количество тепла Q2, совершенная за цикл работа равна A. Определить неизвестную величину в табл.44.
Таблица 44
Шифр T1, К T2, К k Q1, кДж Q2, кДж A, кДж
1 570 310 25 – – ?
2 490 240 25 – – ?
3 530 270 15 – ? –
4 620 340 17 – ? –
5 650 310 14 ? – –