Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

401. Баллон объёмом V = 20 л заполнен азотом при температуре
T = 400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизи-
лось на p = 200 кПа. Определить массу m израсходованного газа. Про-
цесс считать изотермическим.

402. В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нор-
мальном атмосферном давлении р0, начали медленно вдвигать поршень
площадью основания S = 200 см2. Определить силу F, действующую на
поршень, если его остановить на расстоянии l1 = 10 см от дна цилиндра.
403. В баллоне находится газ при температуре Т1 = 400 К. До ка-
кой температуры Т2 надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось
на 40 %?
404. Два сосуда, имеющие объём V1 = 3 л и V2 = 5 л, соответ-
ственно, наполнены воздухом под давлением р1 = 0,8 МПа и
р2 = 0,6 МПа. Сосуды соединены трубкой, объёмом которой можно
пренебречь по сравнению с объёмами сосудов. Найти установившееся
давление в сосудах, если температура воздуха в них была одинакова и
после установления равновесия не изменилась.
405. Внутри плотно закупоренной бутылки находится гелий при
температуре Т1 = 350 К и давлении р1, равном атмосферному. До какой
температуры нагрелся газ, если при давлении р2 = 150 кПа пробка вы-
летела? С какой силой газ давил на пробку в момент её вылета? Сече-
ние пробки S = 3,5 см2.
406. При нагревании газа на Т = 1 К, находящегося в закрытом
баллоне, его давление увеличилось на 0,5 % от первоначального. Какой
была начальная температура газа?
407. В баллон ёмкостью V = 12 л поместили азот массой
m = 1,6 кг при температуре Т1 = 400 К. Какое давление будет создавать
азот в баллоне при температуре Т2 = 150 К, если 45 % газа будет выпу-
щено? Каково было начальное давление?
408. В сосуде вместимостью V = 40 л находится кислород при
температуре T = 300 К и давлении р1 = 0,3 МПа. Когда было израс-
ходовано m = 50 г газа, давление в баллоне понизилось. Определить ко-
нечное давление кислорода. Процесс считать изотермическим.

409. В баллоне объемом V= 15 л находится аргон под давлением
р1 = 600 кПа и при температуре T1 = 300 К. Когда из баллона было взято
некоторое количество газа, температура в баллоне понизилась на 40 К, а
давление стало р2 = 400 кПа. Определить массу m аргона, взятого из
баллона.
410. Определить молярную массу газа, если при температуре
Т = 154 К и давлении р = 2,8 МПа он имеет плотность  = 61,2 кг/м3.
411. Углекислый газ находится при температуре Т = 300 К. Найти
среднюю кинетическую энергию вр вращательного движения одной
молекулы, а также суммарную кинетическую энергию Ек всех молекул
углекислого газа, если количество газа v = 2,5 моль.
412. Определить внутреннюю энергию водорода, а также сред-
нюю кинетическую энергию   молекулы этого газа при температуре
T = 400 K, если количество вещества v этого газа равно 0,65 моль.
413. Определить суммарную кинетическую энергию Eк поступа-
тельного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде объёмом
V = 1,2 л под давлением р = 750 кПа.
414. Определить среднюю кинетическую энергию   одной мо-
лекулы водяного пара при температуре t = 14 °С.
415. Количество вещества гелия v = 1,5 моль, температура
Т = 320 К. Определить суммарную кинетическую энергию Eк поступа-
тельного движения всех молекул этого газа.
416. Молярная внутренняя энергия Um некоторого двухатомного
газа равна 3,01 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию
вращательного движения вр одной молекулы этого газа. Газ считать
идеальным.
417. В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся
так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой
пылинки m0 = 410-10 г. Газ находится при температуре T = 300 К. Опре-

делить средние квадратичные скорости  кв, а также средние кинетиче-
ские энергии поступательного движения п  молекулы азота и пылинки.
418. Определить среднюю квадратичную скорость  кв молекулы
газа, заключённого в сосуд вместимостью V = 2 л под давлением
р = 500 кПа. Масса газа m = 0,5 г.
419. При какой температуре средняя кинетическая энергия посту-
пательного движения п  молекулы газа равна 6,2110–21 Дж?
420. Определить среднюю кинетическую энергию поступательно-
го движения п  и вращательного движения вр  молекулы кислорода
при температуре Т = 1 кК. Определить также полную кинетическую
энергию   молекулы при тех же условиях.
421. Трёхатомный газ в количестве
v = 1,2 моль, переходя из состояния А в состо-
яние С по пути АВС (см. рис. 5.9), расширился
вдвое по сравнению с первоначальным объё-
мом. Какое количество теплоты Q необходимо
газу для такого перехода, если в состоянии А
он имел температуру Т1 = 300 К?
422. Водород массой m = 20 г, занимая
объём V1 = 5 л, имел температуру Т1 = 200 К.
Какое количество теплоты Q необходимо со-
общить газу для его перехода из состояния А в
состояние В путем АСВ (см. рис. 5.10), если в
результате такого перехода давление газа
уменьшилось на р = 2,2 МПа?
423. Двухатомный газ нагревался при постоянном давлении,
причём ему было сообщено количество теплоты, равное 35 кДж.
Определить работу А, которую совершил при этом газ, и измене-
ние его внутренней энергии U.

424. Хлор массой m = 70 г переходит из
состояния В в состояние А в направлении ВСА
(см. рис. 5.11), при этом в состоянии С его давле-
ние оказалось в три раза меньше по сравнению с
первоначальным. Какое количество теплоты Q
потребовалось газу для такого перехода, если пер-
воначально хлор имел температуру Т1 = 450 К?
425. Газ в количестве v = 0,5 моль, полу-
чив тепло Q = 5,3 кДж, перешёл из состояния А
в состояние С по пути АВС (см. рис. 5.12). Ка-
кова молярная теплоёмкость СV газа при по-
стоянном объёме, если в результате такого пе-
рехода его объём возрос в два раза, а темпера-
тура Т1 в состоянии А была равна 400 К?
426. Сколько процентов от количества теплоты Q, подводимого к
идеальному газу при изобарном процессе, расходуется на работу А рас-
ширения, и сколько процентов – на увеличение U внутренней энергии
газа? Рассмотреть два случая, если газ: 1) одноатомный;
2) трёхатомный.
427. Двухатомный газ занимает объём V1 = 100 л и находится под
давлением p1 = 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоян-
ном давлении до объёма V2 = 300 л, а затем его давление возросло до
р3 = 500 кПа при неизменном объёме. Найти изменение внутренней
энергии U газа, совершённую газом работу А и теплоту Q, переданную
газу. Построить график процесса.
428. Какая доля 1 количества теплоты Q, подводимого к идеаль-
ному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение U
внутренней энергии газа и какая доля 2 – на работу А расширения?
Рассмотреть два случая, если газ: 1) двухатомный; 2) трёхатомный.

429. Некоторое количество кислород
а в состоянии А (см. рис. 5.13) занимает объём
V1 = 3 л при температуре t1 = 27°С и давлении
р1 = 8,2105 Па. Найти количество тепла Q, полу-
ченное газом и работу А расширения газа при его
переводе из состояния А в состояние В путем
АСВ, если в состоянии В кислород имел следую-
щие параметры: V3 = 4,5 л и р3 = 6105 Па.
430. Азот, находясь в состоянии А (см.
рис. 5.14), занимает объём V1 = 3 л при темпера-
туре t1 = 27 °С и давлении р1 = 8,2105 Па. Опре-
делить количество тепла Q, полученное газом и
изменение внутренней энергии U азота при его переходе из состояния
А в состояние В путем АDВ, если в состоянии В газ имел следующие па-
раметры: V3 = 4,5 л и р3 = 6105 Па.
431. Количество теплоты, переданное холодильнику на 35 %
больше полезной работы. Определите КПД идеальной тепловой маши-
ны. Во сколько раз температура холодильника ниже температуры
нагревателя?
432. Определить работу А2 изотермического сжатия газа, совер-
шающего цикл Карно, коэффициент полезного действия которого
 = 0,36, если работа изотермического расширения А1 = 8,8 Дж. Во
сколько раз температура нагревателя выше температуры холодильника?
433. Полезная работа идеальной тепловой машины на 35 % боль-
ше количества теплоты, отданного холодильнику. Определите KПД
тепловой машины и температуру нагревателя, если температура холо-
дильника 0 оС.
434. Температура нагревателя в 3 раза выше температуры холо-
дильника. Во сколько раз количество теплоты, полученное от нагрева-
теля, больше, чем полезная работа? На сколько процентов изменится
КПД идеальной тепловой машины, если, не меняя температуру нагрева-
теля, понизить температуру холодильника в два раза?
435. Количество теплоты, отданное холодильнику, составляет
35 % от полезной работы. Определите КПД идеальной тепловой маши-
ны. Во сколько раз температура нагревателя выше температуры холо-
дильника?
436. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприёмнику тепло-
ту Q2 = 15 кДж. Определить температуру Т1 теплоотдатчика, если при
температуре теплоприёмника Т2 = 320 К работа цикла А = 8 кДж.
437. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т1 тепло-
отдатчика в три раза (n = 3) больше температуры теплоприёмника. Ка-
кую долю w количества теплоты, полученного за один цикл от теплоот-
датчика, газ отдаст теплоприёмнику?
438. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Тем-
пература нагревателя Т1 = 700 К, температура холодильника Т2 = 350 К.
Определить коэффициент полезного действия  цикла, а также работу
А1 рабочего вещества при изотермическом расширении, если холодиль-
нику было передано количество теплоты Q2 = 170 Дж.
439. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприёмнику 76 %
теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру Т2
теплоприемника, если температура теплоотдатчика Т1 = 480 К.
440. КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, состав-
ляет 64 %. Какую часть от полезной работы составляет количество теп-
лоты, отданное рабочим телом холодильнику? На сколько процентов
температура нагревателя выше, чем температура холодильника?