Контрольная работа №2

2-1. Баллон объёмом 20 л содержит 500 г углекислого газа под давлением 1,3^. 10⁶ Па. Определить температуру газа.

2-2. В баллоне объемом 10 л находится гелий под давлением 1 МПа и при температуре 300 К. После того как из баллона было взято 10 г гелия, температура в баллоне понизилась до 290 К. Определить давление гелия, оставшегося в баллоне.

2-3. Каким давлением обладает кислород, заключенный в некотором объеме, если давлением стольких же граммов азота в том же объеме и при той же температуре равно 10⁵Па?

2-4. При температуре 35ºС и давлении 708 кПа плотность некоторого газа 12.2 кг/м³. Определить молярную массу и относительную молекулярную массу газа.

2-5. В сосуде вместимостью 1 л находится кислород массой 1г. Определить концентрацию молекул кислорода в сосуде.

2-6. Сколько молекул содержится в 1 см³ газа при температуре 27º С и давлении 1,33^.10^-4 Па?

2-7. Из баллона со сжатым водородом емкостью 10 л вследствие неисправности вентиля утекает газ. При 7ºС манометр показывал 5·10⁶ Па. Через некоторое время при 17ºС манометр показал такое же давление. Какая масса газа утекла из баллона?

2-8. Азот массой 7 г находится под давлением 0,1 МПа и при температуре 290 К. Вследствие изобарного нагрева азот занял объем 10 л. Определить 1)объем газа до расширения; 2) температуру газа после расширения; 3) плотности газа до и после расширения.

2-9. Сколько молей и сколько молекул газа находится в емкости 240 см³, если температура газа 20º и давление 0,5·10⁵ Па?

2-10. При температуре 47ºС и давлении 5·10⁵ Па плотность газа равна 0,0061 г/см³. Определить молярную массу газа.

2-11.В сосуде объемом 1000 см³ находится 10 г азота под давлением 9,7 ·10⁴ Па. Найти: 1) среднюю квадратичную скорость молекул; 2) число молекул, находящихся в сосуде.

2-12.Найти число молекул водорода в 1 см³, если давление газа равно 0,26·10⁵ Па, а средняя квадратичная скорость молекул при данных условиях равна, 2400 м/с.

2-13.Рассчитайте среднюю квадратичную, наиболее вероятную и среднюю арифметическую скорости молекул воздуха при температуре 17ºС. Молярная масса воздух 0,029 кг/моль.

2-14.Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул газа, находящегося под давлением 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна 10¹³ см^-3.

2-15.Найти среднюю квадратичную скорость молекул углекислого газа, а также плотность при 37ºС и давлении 1,013·10⁵Па.

2-16.Найти удельную теплоемкость азота при а) V = const; б) p = const.

2-17. Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа при нормальных условиях равна 480 м/с. Сколько молекул содержит 1 г этого газа?

2-18.Определить наиболее вероятную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 40 кПа составляет 0,35 кг/м³.

2-19.Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа, заключенного в сосуде объемом 2 л под давлением 200 кПа. Масса газа 0,3 г.

2-20.Срендяя квадратичная скорость молекул некоторого газа равна 500 м/с. Под каким давлением находится газ, если его плотность 0,0006 г/см³?

2-21.При какой температуре внутренняя энергия 5 г водорода равна 1,945·10⁴ Дж?

2-22.Вычислить внутреннюю энергию 10 л окиси углерода (СО), находящегося под давлением 5·10⁵Па.

2-23.Внутренняя энергия некоторого количества азота при температуре 20º равна 4·10³ Дж. Определить массу газа.

2-24. Найти внутреннюю энергию водорода массой 100 г при температуре 17ºС. Какая часть этой энергии приходится на долю вращательного движения?

2-25.Определить кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака (NH₃), а также полную внутреннюю энергию всех молекул одного моля этого газа при температуре 7ºС.

2-26.Найти внутреннюю энергию двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом 5 л под давлением 200 кПа.

2-27. Определить среднее значение кинетической энергии одной молекулы гелия, водорода и углекислого газа при температуре –13ºС.

2-28. Молярная внутренняя энергия некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

2-29.Найти внутреннюю энергию водорода массой 100 г при температуре 17º. Какая часть этой энергии приходится на долю вращательного движения?

2-30.Найти внутреннюю энергию двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом 5 л под давлением 200 кПа.

2-31.Вычислить удельные теплоемкости с_р и с­_v двухатомного газа, плотность которого при нормальных условиях равна 1,8 г/см³.

2-32.Определить, во сколько раз показатель адиабаты для гелия больше, чем для углекислого газа.

2-33.Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях 1,43 кг/м³. Найти удельные теплоемкости этого газа при постоянном объеме и давлении(с_р и с­_v).

2-34.Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости 10,4 кДж/(кг · К) и 14,6 кДж/(кг · К).

2-35. Найти удельную теплоемкость при постоянном давлении следующих газов: 1)хлористого водорода, 2) неона, 3)аммиака (NH₃).

2-36. Найти отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме для аргона, кислорода и для паров воды.

2-37.Найти удельные теплоемкости с_р и с­_v для некоторого газа, если известно, что молярная масса этого газа равна 30·10³ кг/моль и отношение с_р/с­_v=1,4.

2-38.Вычислить теоретические значения удельных теплоемкостей с_р и с­_v гелия, азота, углекислого газа, четырёххлористого углерода (ССl_­4).

2-39.Найти удельные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме с_р и с­_v для: а) неона, б) угарного газа, в) метана (СН₄).

2-40. Молярная масса газа 0,028 кг/моль, отношение с_р/с­_v=1,4. Найти удельные теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении с_р и с­_v.

2-41. Какое количество углекислого газа можно нагреть от 20°С до 100°С при постоянном давлении количеством теплоты в 222 Дж?

2-42.Десять грамм кислорода находятся под давлением 3·10⁵ Па при температуре 10°С. После нагревания при постоянном давлении газ занял объем в 10л. Найти количество теплоты, полученное газом.

2-43.Водород массой 40г, имевший температуру 300 К, адиабатически расширился, увеличивая объем в 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в 2 раза. Определить 1)конечную температуру газа; 2)полную работу, совершённую газом.

2-44.В закрытом сосуде объемом 10л находится воздух под давлением 10 Па. Какое количество теплоты надо сообщить воздуху, чтобы повысить давлением в сосуде в 5 раз?

2-45.Некоторый газ массой 5г расширяется изотермически от объема V₁ до объема V₂=2V₁. Работа расширения 1 кДж. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа.

2-46.При изобарном расширении двухатомного газа была совершена работа в 160 кДж. Какое количество теплоты было сообщено газу?

2-47.Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет 2 кДж. Определить количество подведённой к газу теплоты, если процесс протекал: 1)изотермически; 2) изобарически.

2-48.Кислород массой 200г занимает объем 100 л и находится под давлением 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема 300 л, а затем его давление возросло до 500 кПа при неизменном объеме. Найти 1) изменение внутренней энергии газа; 2) совершенную им работу; 3) теплоту, переданную газу.

2-49.Двухатомному газу сообщено 2100 Дж теплоты. При этом газ расширяется при постоянном давлении. Найти работу расширения газа.

2-50.Гелий находился в закрытом сосуде объемом 2л при температуре 20°С и давлении 10⁵ Па. Какое количество теплоты нужно сообщить гелию, чтобы повысить его температуру до 50°С? Какое установится давление гелия?

2-51.Молекула водорода при нормальных условиях испытывает 10¹⁰ соударений в 1 с. Диаметр молекулы 2,3·10^{-8 см. Найти среднюю длину свободного пробега молекул водорода.}

2-52.При какой температуре средняя длина свободного пробега молекул азота равна 1м, если газ находится под давлением 9,7·10^-3 Па, а диаметр молекулы азота равен 3·10^-8см?

2-53.Баллон емкостью 10 л содержит 1 г водорода. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы водорода, если ее диаметр 2,3·10^-8см.

2-54.Определить плотность разреженного водорода, если длина свободного пробега молекул равна 1 см, а их диаметр 2,3·10^-8см.

2-55.При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул кислорода равна 0,5 метра, если температура газа 17°С? Диаметр молекулы равен 3·10^-8см.

2-56. Молекула водорода при нормальных условиях испытывает 10¹⁰ соударений в 1 с. Диаметр молекулы 2,3·10^{-8 см. Найти среднюю длину свободного пробега молекул водорода.}

2-57.Определить среднюю длину свободного пробега молекул кислорода, находящегося при температуре 0°С, если среднее число столкновений испытываемых молекулой в 1 с, равно 3,7·10⁹.

2-58.Определить плотность разреженного водорода, если длина свободного пробега молекул равна 1 см, а их диаметр 2,3·10^{-8 см.}

2-59.Средняя длина свободного пробега молекулы окиси углерода (СО) при нормальных условиях равна 5,8·10^{-8 м. Сколько соударений в секунду испытывает молекула?}

2-60.При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода равна 2,5см, если температура газа равна 340 К? Диаметр молекулы водорода принять равным 0,28 нм.

2-61.Кислород находится при нормальных условиях. Определить коэффициент теплопроводности кислорода, если эффективный диаметр его молекул равен 0,36 нм.

2-62.Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях равна 180 нм. Определить коэффициент диффузии гелия.

2-63.Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала 1 мм на высоту 20 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения глицерина. Смачивание считать полным.

2-64.Найти диаметр молекулы кислорода, если коэффициент внутреннего трения при 0°С равен 18,8·10^{-5 г · см/с.}

2-65.На какую высоту поднимается глицерин в капиллярной трубке с диаметром канала 1 мм? Коэффициент поверхностного натяжения глицерина 6,2·10^-2 Н/м, а его плотность 1,26г/см³.

2-66.Найти коэффициент теплопроводности водорода при 0°С, если коэффициент внутреннего терния для него при этой температуре равен 8,6·10^-5 г/см·с.

2-67.Определить массу азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку 50 см² за время 20 с, если градиент плотности в направлении перпендикулярном площадке равен 1кг/м⁴. Температура азота 290 К, а средняя длина свободного пробега его молекул равна 1 мкм.

2-68.Найти коэффициент внутреннего трения азота при нормальных условиях, если коэффициент диффузии для него при этих условиях равен 0,142 см²/с.

2-69.В сосуде объемом 2 л находится 4·10²² молекул двухатомного газа. Коэффициент теплопроводности газа равен 0,014 Вт/м·К. Найти коэффициент диффузии при этих условиях.

2-70. В сосуде с маслом падает стальной шарик с постоянной скоростью 1,9·10^-3 м/с. Тот же шарик в сосуде с глицерином падает со скоростью 2,5·10^-3 м/с. Определить коэффициент вязкости глицерина, если коэффициент вязкости масла равен 2 Па·с, плотность стали – 7,7·10³ кг/м³, глицерина – 1,2·10³ кг/м³, масла – 900 кг/м³.

2-71. Тепловая машина, работающая по циклу Карно, имеет температуру нагревателя 327°С и температуру холодильника 227°С. Во сколько раз нужно увеличить термодинамическую температуру нагревателя, чтобы к.п.д. машины увеличить в два раза?

2-72.Углекислый газ массой 6,6 кг при давлении 0,1 МПа занимает объем 3,75 м³. Определить температуру газа, если 1)газ реальный, 2)газ идеальный. Поправки a и b принять равными соответственно 0,361 Н·м⁴/моль² и 4,28·10^-5 м³/моль.

2-73.Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Определить к.п.д. цикла, если известно, что за один цикл была произведена работа, равная 3000 Дж, и холодильнику было передано 1,35·10⁴ Дж теплоты.

2-74.Тепловая машина работает по циклу Карно. Определить к.п.д. цикла, если известно, что за один цикл была произведена работа 3·10³ Дж, и холодильнику было передано 1,35·10⁴ Дж теплоты.

2-75.Идельный газ, совершающий цикл Карно, 70% количества теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя, равно 5 кДж. Определить 1) к.п.д. цикла; 2)работу, совершенную при полном цикле.

2-76.Идеальная машина Карно за цикл получает от нагревания количество теплоты 2,512 кДж. Температура нагревателя 400 К, температура холодильника 300 К. Найти работу, совершаемую машиной за один цикл, и количество теплоты, отдаваемое холодильнику за один цикл.

2-77.Тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% теплоты, получаемой от нагревателя, передаётся холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя, равно 6,3 кДж. Найти 1) к.п.д. цикла; 2) работу, совершаемую за один цикл.

2-78.Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 500 К, холодильника 300 К. Работа изотермического расширения составляет 2 кДж. Определить 1) к.п.д. цикла; 2) количество теплоты, отданное газом при изотермическом сжатии холодильнику.

2-79.Какую температуру имеют 2 г азота, занимающего объем 0,82 л при давлении 2,026 МПа? Газ рассмотреть как: 1) идеальный; 2) как реальный (a=0,136 Н·м⁴/моль², b=3,85·10^-5 м³/моль).

2-80.В сосуде емкостью 0,3 л находится 1 моль углекислого газа при температуре 27°С. Определить давление газа: 1)по уравнению Клапейрона-Менделеева; 2) по уравнению Ван-дер-Ваальса (для углекислого газа a=0,364 Н·м⁴\моль², b=4,3 ·10^-5 м³/моль)

Рекомендуемая литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 2001 и последующие издания.

2. Грабовский Р.И. Курс физики. СПб, Лань, 2002г. и последующие издания.

3. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. М.: Наука. 2003 и последующие издания.

4. Сборник задача по физике(под ред. Р.И.Грабовского). СПб, Лань. 2002.

5. Методические указания к выполнению лабораторных работ по физике:

Раздел I – механика

Раздел II – молекулярная физика и термодинамика.

Раздел III – электричество и магнетизм.

Раздел IV – оптика.

Приложение

О системе СИ

В системе СИ семь основных единиц:

- метр(м) – единица длины;

- килограмм (кг) – единица массы;

- секунда(с) – единица времени;

- ампер (А) – единица силы электрического тока;

- кельвин(К) – единица термодинамической температуры;

- моль(моль) – единица количества вещества;

- кандела(кд) – единица силы света.

И две дополнительные единицы:

- радиан(рад) – единица для измерения плоского угла;

- стерадиан(ср) – единица для измерения телесного угла.

Имеются ещё и производные единицы СИ, которые образовываются с помощью уравнений связи между физическими величинами. Для нахождения размерности производных единиц вместо величин в уравнения связи подставляются их размерности в системе СИ, а числовые коэффициенты принимаются равными единице.

Единицы, название которых произошло от фамилий учёных, в сокращенном виде пишутся с большой буквы. Десятичные кратные и дольные единицы, а также их наименования и обозначения образуются с помощью множителей и приставок, приведённый в таблице.

Date: 2016-11-17; view: 659; Нарушение авторских прав