Термодинамика

190. Найти внутреннюю энергию 10 моля одноатомного идеального газа при температуре 27°С?

191. Чему равна внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объемом 60м³ при давлении 100 кПа?

192. Найти давление одноатомного идеального газа, занимающего объем 2л, если его внутренняя энергия равна 300 Дж?

193. Какую работу совершает кислород массой 320 г при его изобарном нагревании на 10 К? Молярная масса равна 32 г/моль.

194. Какую работу совершил воздух массой 290 г при его изобарном нагревании на 20 К и какое количество теплоты ему при этом сообщили? Молярная масса воздуха равна 29 г/моль, удельная теплоемкость - 1кДж/(кг К).

195. В цилиндре с площадью основания 1 дм² под поршнем находится газ. При изобарном нагревании поршень переместился на 20 см. Какую работу совершил газ, если наружное давление равно р = 100 кПа?

196. На рис. 35 представлена диаграмма некоторого циклического процесса 1-2-3-1, происходящего с идеальным одноатомным газом. Найдите работу газа при переходе из состояния 1 в состояние 2.

197. Найти работу газа на замкнутом процессе a ¾ b ¾ c ¾ a (рис. 36).

Рис. 35		Рис. 36

198. Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К ему сообщили 9,4 МДж количества теплоты. Определить работу газа и изменение его внутренней энергии.

199. При изобарном нагревании 40 г гелия была совершена работа 83,1 Дж. Найти удельную теплоемкость гелия в этом процессе. Молярная масса гелия m = 4 г/моль.

200. При изотермическом сжатии газ передал окружающим телам 800 Дж количества теплоты. Какую работу совершил газ? Какую работу совершили внешние силы?

201. При изохорном нагревании газу было передано количество теплоты 250 Дж. Какую работу совершил газ? Чему равно изменение его внутренней энергии?

202. При изохорном охлаждении внутренняя энергия уменьшилась на 350 Дж. Какую работу совершил при этом газ? Какое количество теплоты газ передал окружающим телам?

203. Внешними силами над идеальным одноатомным газом совершена работа 2400 Дж. При этом газ получает 1200 Дж количества теплоты. Найти количество вещества, если температура газа увеличилась на 200 °С.

204. Идеальному одноатомному газу было сообщено 10 кДж количества теплоты, при этом внешними силами была совершена работа 5,5 кДж. За это время температура газа изменилась от 273 К до 473 К. Найти количество газа, участвовавшего в процессе.

205. В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля энергии, получаемого от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определить КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника равна 280 К.

206. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя в каждую секунду 7200 кДж и отдает холодильнику 6400 кДж количества теплоты. Найти КПД двигателя?

207. Найти КПД идеальной паровой турбины, если пар поступает в нее с температурой 480 °С, а оставляет ее при температуре 30 °С?

208. Температура нагревателя 227 °С. Определить КПД идеального двигателя и температуру холодильника, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученного от нагревателя, двигатель совершает работу 350 Дж.

209. КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 70%. Во сколько раз надо изменить температуру нагревателя (не меняя температуры холодильника), чтобы КПД машины уменьшился до 40%?

210. КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 60%. Чему будет равен КПД машины, если температуру нагревателя увеличить в два раза, а температуру холодильника уменьшить в два раза?

211. Найти массу водяного пара в помещении объемом в 100 м³ при относительной влажности воздуха 60%, если плотность насыщенного пара при данной температуре равна 15 г/м³.

212. Для приготовления ванны объемом 200 л смешали холодную воду при 10 °С с горячей при 60 °С. Найти объемы горячей и холодной воды необходимо взять, чтобы установилась температура 40 °С? Удельная теплоемкость воды равна 4,2 кДж/(кг К). Плотность ¾ 1 т/м³.

213. В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при 15 °С, впустили 200 г водяного пара при 100 °С. Какая общая температура установится в сосуде после конденсации пара? Удельная теплоемкость воды с = 4,2кДж/(кг К), удельная теплота парообразования r = 2,3×10⁶ Дж/кг.

214. Для определения удельной теплоемкости вещества тело массой 400 г, нагретое до 100 °С, опустили в железный стакан калориметра, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с водой равна 30 °С. После установления теплового равновесия температура оказалась равной 37 °С. Определить удельную теплоемкость вещества исследуемого тела. Масса калориметра 100 г, удельная теплоемкость железа равна 640 Дж /(кг×К), удельная теплоемкость воды — 4180 Дж/(кг×К).

215. В медный стакан калориметра массой 200 г, содержащий воду массой 150г, опустили лед при 0 °С. Начальная температура калориметра с водой равна 25 °С. После установления теплового равновесия температура стала равной 5 °С. Определить массу льда. Удельная теплоемкость меди равна 390 Дж/(кг×К), удельная теплоемкость воды — 4,2 кДж/(кг×К), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.

216. В кастрюлю, где находилось 2 л воды при температуре 25 °С, долили 3 л воды при температуре 100 °С. Какая установилась температура воды?

217. В сосуд, содержащий 500 г воды при температуре 10 °С кинули 100 льда при температуре 10 °С. Какая температура установится в сосуде? Удельная теплоемкость воды равна 4,2 кДж/(кг К), удельная теплоемкость льда — 2,1 кДж/(кг К), удельная теплота плавления льда — 0,33 МДж/кг.

218. В электрический чайник налили 0,8 литра воды при температуре 30 °С и включили в сеть. Через какое время выкипит вся вода? Мощность нагревателя 1 кВт. КПД равен 80%.

219. В электрический кофейник налили 0,75 л воды и включили нагреватель. Через 20 минут вся вода выкипела. Найти начальную температуру воды, если мощность нагревателя 2 кВт, а его КПД равен 80%.

220. Ученик с помощью спирали сопротивлением 3 Ом нагревает воду в сосуде. Спираль и амперметр последовательно подсоединены к источнику постоянного тока с напряжением 6 В. Сопротивлением амперметра можно пренебречь. За время 15 минут ученик нагрел воду от 24 °С до 36 °С. Найти массу воды в сосуде, если КПД нагревателя равен 35%.

221. Стальной шар падает с высоты 15 м. При ударе 15 % его энергии превращается в теплоту. На сколько градусов повысится температура шара? Удельная теплоемкость стали 465 Дж/(кг К).

222. Снежок, летящий со скоростью 20 м/с, ударяется о стенку и прилипает к ней. Какая часть массы снежка расплавится, если температура окружающей среды равна 0 °С, а вся кинетическая энергия передается снегу? Удельная теплота плавления льда — 0,33 МДж/кг

223. Стальной осколок, падая с высоты 500 м, имел у поверхности земли скорость 50 м/с. На сколько градусов нагрелся осколок, если считать, что вся работа сопротивления воздуха пошла на нагревание осколка? Удельная теплоемкость стали равна 465 Дж/(кг К).