ТЕРМОДИНАМИКА. 1.Определить внутреннюю энергию азота массой m = 0,56 кг, который вначале находится при температуре Т1 = 300 К

ТЕРМОДИНАМИКА

Вариант 1

1. Определить внутреннюю энергию азота массой m = 0,56 кг, который вначале находится при температуре Т₁ = 300 К. Найти, какая часть внутренней энергии при этой температуре приходится на долю поступательного движения и какая часть на долю вращательного. Затем азот изобарно нагрели до Т₂ = 500 К. Определить изменение внутренней энергии газа. Молярная масса азота равна М = 0,028 кг/моль.

2. Некоторый идеальный газ расширяется от объема V₁=1 л до объема V₂ = 11 л. Давление при этом изменяется по закону P = aV, где a = 4 Па/м³. Определить работу, совершаемую газом.

3. Два моля кислорода очень медленно переводятся из состояния 1в состояние 2. Какое количество теплоты необходимо подвести к газу, если в координатах pV процесс изображается прямой линией (рисунок)? В состоянии 1 газ характеризуется параметрами р₁ = 1 атм, V₁ = 24,6 л, T₁ = 300 К, а в состоянии 2 — параметрами Р₂= 3Р₁, V₂ =2V₁.

4. Какая часть количества теплоты, подводимой к идеальному газу при изобарическом процессе, расходуется на увеличение внутренней энергии газа и какая часть — на работу, совершаемую газом при расширении, если газ: а) одноатомный; б) двухатомный; в) многоатомный?

5. Один моль идеального одноатомного газа участвует в процессе, график которого, состоящий из двух изохор и двух изобар, представлен на рисунке. Температуры в состояниях 1 и 3 равны Т₁ и Т₃. соответственно. Определить работу, совершаемую газом за цикл, если точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.

ТЕРМОДИНАМИКА

Вариант 2

1. n = 5 молей идеального одноатомного газа расширяются при постоянном давлении так, что объем газа увеличивается в n = 5 раз, а изменение внутренней энергии равно U = 60 кДж. Определить начальную температуру газа Т₁.

2. Идеальный газ расширяется от давления Р₁ = 2 кПа до давления Р₂ =1 кПа по закону P = a - bV, где a= const, b = 0,5 Па/м³. Определить работу, совершаемую газом при таком расширении.

3. На сколько больше теплоты нужно сообщить 12 г кислорода (О₂), чтобы нагреть его от 20 до 70°С при постоянном давлении, чем для нагрева этой массы кислорода при постоянном объеме?

4. Одноатомный газ занимает объем 4 м³ и находится под давлением 8×10⁵ Па. После изотермического расширения этого газа установилось давление 1 атм. Определите: а) работу, совершенную газом при расширении; б) какое количество теплоты было поглощено газом в процессе расширения; в) на сколько изменилась при этом внутренняя энергия газа.

5. n = 2 моля идеального одноатомного газа участвуют в циклическом процессе 1–2–3–4–1, представленном на рисунке. Температуры газа в состояниях 1 и 2 равны Т₁ = 300 К и Т₂ = 400 К соответственно. Найти работу, совершенную газом за цикл, если на участке 3–4 газу сообщили Q = 2 кДж тепла.