III. Теплоемкость и внутренняя энергия газа

3.1. В закрытом сосуде смесь азота массой m₁=56 г и кислорода массой m₂=64 г. Определить изменение внутренней энергии этой смеси, если ее охладили на 20°C.

3.2. Кислород массой 1 кг находится при температуре 320 К. Определить: 1) внутреннюю энергию молекул кислорода; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул кислорода. Газ считать идеальным.

3.3. Найти показатель адиабаты для смеси газов, содержащей гелий массой 8 г и кислород массой 2 г.

3.4. Определить внутреннюю энергию водорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы этого газа при температуре 300 К, если количество вещества этого газа равно 0,5 моль.

3.5. В сосуде вместимостью 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить удельную теплоемкость c_v этого газа при постоянном объеме.

3.6. Вычислить удельную теплоемкость воздуха c_p, считая в его составе 20% кислорода и 80% азота.

3.7. 2 киломоля аргона нагревают при изобарном процессе на 57°C. Определить изменение внутренней энергии газа.

3.8. Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем V=5 л. Вычислить теплоемкость c_v этого газа при постоянном объеме.

3.9. Определить удельную теплоемкость c_v смеси газов, содержащей V₁ =5 л водорода и V₂ =3 л гелия. Газы находятся при одинаковых условиях.

3.10. Определить удельную теплоемкость c_p смеси кислорода и азота, если количество вещества n₁ первого компонента равно 2 моль, а количество вещества n₂ второго равно 4 моль.

3.11. В баллоне находятся аргон и азот. Определить удельную теплоемкость c_v смеси этих газов, если массовые доли аргона (w₁) и азота (w₂) одинаковы и равны w=0,5. (Массовой долей компонента в смеси называется безразмерная величина, равная отношению массы компонента к массе смеси).

3.12. Смесь газов состоит из хлора и криптона, взятых при одинаковых условиях и в равных объемах. Определить удельную теплоемкость c_p смеси.

3.13. Определить удельную теплоемкость c_v смеси ксенона и кислорода, если количества вещества газов в смеси одинаковы и равны n.

3.14. Найти показатель адиабаты для смеси газов, содержащей гелий массой 6 г и водород массой 4 г.

3.15. Смесь газов состоит из аргона и азота, взятых при одинаковых условиях и в одинаковых объемах. Определить показатель адиабаты такой смеси.

3.16. Определить удельную теплоемкость c_р смеси газов, содержащей V₁ =10 л водорода и V₂ =5 л гелия. Газы находятся при одинаковых условиях.

3.17. Найти показатель адиабаты для смеси газов, содержащей азот массой 8 г и кислород массой 6 г.

3.18. Найти показатель адиабаты смеси водорода и неона, если массовые доли обоих газов в смеси одинаковы и равны 0,5. (Массовой долей компонента в смеси называется безразмерная величина, равная отношению массы компонента к массе смеси).

3.19. На нагревание кислорода массой 160 г на DT=12 К было затрачено количество теплоты 1,76 кДж. Как протекал процесс: при постоянном объеме или постоянном давлении?

3.20. Определить удельную теплоемкость c_v смеси углекислого газа массой 10 г и гелия массой 4 г.

3.21. При адиабатном сжатии газа его объем уменьшился в n=10 раз, а давление увеличилось в k=21,4 раза. Определить отношение C_p/C_v теплоемкостей газов.

3.22. Для некоторого двухатомного газа удельная теплоемкость при постоянном давлении равна 3,5 кал/(г×С). Чему равна молярная масса этого газа?

3.23. Чему равны удельные теплоемкости с_v и с_p некоторого двухатомного газа, если плотность этого газа при нормальных условиях равна 1,43 кг/м³?

3.24. Найти удельные теплоемкости с_v и с_p некоторого газа, если известно, что молярная масса этого газа равна m=0,03 кг/моль и отношение C_p/C_v=1,4.

3.25. Найти удельную теплоемкость при постоянном давлении газовой смеси, состоящей из 3 кмоль аргона и 2 кмоль азота.

3.26. Определить отношение C_p/C_v теплоемкостей для газовой смеси, состоящей из 8 г гелия и 16 г водорода.