Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.
Скачать (прямая ссылка):
9.53. Изобразите графически три изопроцесса при постоянной массе газа в
координатах (V, р), (Т, V) и (Т, р).
9.54. Начертите график изменения плотности идеального газа в зависимости
от изменения температуры (объема, давления) при изотермическом,
изобарическом и изохорическом процессах.
9.55. Каково будет относительное расположение изотерм кислорода и
водорода, взятых в одинаковых количествах при одной температуре, в
координатах (V, р), (Т, р) и (Т, V)? Решите эту же задачу для изобар
(изохор) при условии, что одинаковы давления (объемы) газов.
9.56. Решите предыдущую задачу при условии, что взят газ двух разных
масс.
9.57. При изотермическом расширении газа была получена зависимость р от V
(рис. 9.8). Что происходило с газом в этом процессе?
Рис. 9.8 Как изменялась плотность газа при увеличе-
Рк,
Рис. 9.9
Рис. 9.10
224
нии объема? Нарисуйте диа-грамму зависимости q от V. 2
3
9.58. При изохорическом нагревании газа была получена зависимость р от Т
(рис. 9.9).
' г
Что происходило с газом? Как ;
изменялась плотность газа при О1- увеличении температуры?
а -
2
Т
О
6
3
т
9.59. На рисунке 9.10, а, б показано, как изменяется дав-
Рис. 9.11
ление газа при изменении его
объема. Начертите диаграмму, показывающую, как меняется температура газа
при изменении его объема; как изменяется давление газа при изменении его
температуры.
9.60. На рисунке 9.11, а, б показано, как изменяется объем газа при
изменении его температуры. Начертите диаграмму изменения давления газа
при изменении его объема.
9.61. Баллон емкостью 10_3 м3, содержащий кислород при температуре 300 К
под давлением 10 МПа, нагревается. Газ получает количество теплоты 8,35
кДж. Определите температуру и давление газа после нагревания. Молярная
теплоемкость кислорода при постоянном объеме равна 21 Дж/(моль*К).
9.62. Азот занимает объем 2,5 л при давлении 100 кПа. На сколько
изменится внутренняя энергия газа при его сжатии до объема 0,25 л, если
давление газа повысилось при этом в 20 раз? Молярная теплоемкость азота
при постоянном объеме равна 21 Дж/(моль • К).
9.63. В цилиндре, площадь основания которого равна 100 см2, находится
воздух при температуре 285 К. На высоте 38 см от основания цилиндра
расположен поршень, на котором находится гиря массой 100 кг. Какую работу
совершит воздух, если его нагреть до 300 К? Атмосферное давление
нормальное. Трением и массой поршня пренебречь.
9.64. Каковы были начальная • температура Т\ и объем Ki гелия массой m =
5 г, заключенного под поршнем в цилиндре, если при охлаждении его до
температуры Г2 = 273 К потенциальная энергия груза массой т,\ = 16 кг,
лежащего на поршне, уменьшается на A W - 39,2 Дж? Площадь поршня S = 200
см2, атмосферное давление нормальное.
9.65. Какую работу совершает 1 моль идеального газа при его изобарическом
нагревании на 1 К?
9.66. В процессе изобарического нагревания воздух совер--шил работу А =
1,23 кДж. На сколько увеличилась внутренняя энергия газа и какое
количество теплоты было затрачено на нагревание воздуха, если его
удельная теплоемкость при постоянном объеме равна cv = 700 кДж/(кг"К)?
Относительная молекулярная масса воздуха равна 29.
9.67. При изобарическом нагревании газа от 288 до 340 К
225
потребовалось количество теплоты, равное 5 кДж, при изо-хорическом -
равное 3,56 кДж. Какой объем занимает газ при температуре 288 К и
давлении 19,6 кПа?
9.68. При изобарическом нагревании 1 дм3 воздуха, находящегося при
нормальных условиях, его внутренняя энергия возросла на 271 Дж. Во
сколько раз увеличился объем воздуха? Какое количество теплоты было
затрачено на нагревание? Удельная теплоемкость воздуха при постоянном
давлении равна 1 кДж/(кг • К).
9.69. При нагревании азота массой 7 г, находящегося в цилиндре под
тяжелым поршнем, было израсходовано количество теплоты, равное 109 Дж. До
какой температуры нагрелся газ,-если его начальная температура 283 К?
Молярная теплоемкость азота при его изохорическом нагревании 21 Дж/(моль
• К)
9.70. 1 моль идеального газа находится в цилиндре при нормальных
условиях. Газ изобарически нагревается до температуры Т1, затем
изохорически охлаждается до температуры Т2, после чего изобарически
сжимается до первоначального объема и потом изохорически приводится в
первоначальное состояние. Какую работу совершил газ за цикл?
9.71. На рисунке 9.12 в координатах (Т, р) указан цикл, происходящий с 1
моль идеального газа. Чему равна работа газа за цикл?
9.72. Идеальный газ расширяется по закону р - аК, где а постоянный
коэффициент. Найдите работу, произведенную газом, и изменение его
внутренней энергии при увеличении объема газа от V\ до V2. Молярная
теплоемкость газа при постоянном объеме равна Ст;
9.73. В сосуд теплоемкостью С налита вода массой т при температуре Т. В
воду опущен нагреватель, потребляющий от сети мощность Р. Тепловая отдача
нагревателя rj. Сколько воды испарится за время т, если ее температура за
это время поднимается на' А77 Расширением сосуда и воды пренебречь.
