Пособие для самостоятельного обучения решению задач по физике в вузе - Мелёшина А.М.
Скачать (прямая ссылка):
После каждого хода насоса газ в сосуде с насосом является другой
системой, содержащей иное его количество. Учтя это замечание, продумайте
план решения. Если решение "е получается, сравните свои рассуждения с
приведенными в р. 37.
6. Для того чтобы понять физический смысл этой задачи, нужно
вспомнить, что такое атмосферное давление и почему оно может измеряться
мерой длины (мм рт. ст.). Затем полезно подумать, почему ртуть не
выпадает из перевернутой трубки. И, наконец, следует учесть, что давление
газа на площадку одинаково, независимо от ее ориентации (в част-
172
ности, ратм одно и то же и сверху и снизу). Если вы все равно не можете
справиться с задачей, обратитеть к р. 110.
7. Равенство m/MrC"dT-fpdV=0 можно проинтегрировать, если вместо трех
переменных р, V, Т оставить только две. В данном случае, учитывая
конечный результат, целесообразно исключить Т (т. е. заменить dT). Если
вам это удалось сделать, но вы не знаете, что предпринимать дальше,
посмотрите р. 70, если не сделали замену, 'прочитайте р. 126.
8. При изотермическок процессе Т = const и выносится из-под знака
интеграла (интеграл см. в задаче 9). Теперь получили ответ? Если нет,
обратитесь к р. 51.
9. Вы можете воспользоваться решением предыдущей задачи, выразив
объемы через давления, и вам не придется брать интеграл. Получили ответ?
Если нет, посмотрите р. 114.
10. Если конечный объем V2=2Vi, то, согласно формуле п. 2.2, A=pi(2Vr-
VI)=PiV1.
11. Сделайте чертеж (на осях pV) процесса расширения газа при
постоянном давлении. Можно ли при этом получить р2У2? Теперь поняли
разницу в заданиях 1) и 2)? Если не поняли, посмотрите р. 24.
12. Внутренняя энергия не зависит от пути перехода между состояниями. А
что можно сказать о работе газа на путях а) и б)?
13. Начертите график изобарического и изотермического процессов; не
забудьте, что начальное состояние у них одинаковое. Теперь ясно? Если
нет, посмотрите п. 2.1; если и это не поможет, обратитесь к р. 25.
14. Посмотрите еще раз п. 2.2. Ясно, что работа газа на пути 123 и на
обратном пути 341 разная. Поэтому после завершения цикла сумма работ не
будет равна нулю. Если вы не можете вычислить работу, обратитесь к р. 40.
15. Вспомните одну из формул, в которую входит у. Нет, уравнение
Пуассона не подойдет: это не адиабатический процесс. Подумайте еще и
обратитесь к р. 57.
16. Вы пытались вычислить работу газа при изобарическом процессе? В
этой задаче известны С" и Ср, поэтому количество тепла легче определить
на изобаре и изохоре. Подумайте, для чего нужно знать количество тепла и
попробуйте найти А. К этой задаче полезно сделать график цикла. Сравните
его с изображенным на рис. 79 (р. 26). Если вы все-таки не определили
работу, обратитесь к р. 42.
173
17. Посмотрите вывод из задачи 22 и попробуйте сначала получить
выражения для А и Qi в общем виде. Возможно, некоторые характеристики в
окончательном результате исчезнут. Проверить выражение для А можно в р.
27.
18. Как всегда, сначала нужно сделать график цикла. Можете сравнить его
с приведенным на рис. 80 (р. 28).
19. Конечно, ваша попытка правильна, и если бы расчеты были просты, вы
получили оы ответ на вопрос. Однако в данном случае целесообразнее
использовать свойства энтропии. Подумайте, каше? Если план решения
неясен, посмотрите р. 29.
20. В задаче 26 обратный переход по сравнению с переходом в этой задаче
не мог быть обратимой адиабатой. Обратный ему переход, т. е. путь,
заданный в задаче 27, тоже не может быть адиабатой (AS#=0). А может ли
идеальный газ необратимым адиабатическим путем перейти из состояния 1 в
состояние 2? Подумайте, какая характеристика может помочь ответить на
этот вопрос?
21. В задаче заданы температура t2, давление р2 и объем V2=l л=10~3 м3
газа в состоянии 2. Поэтому m2/Mr определяется из уравнения (КМ). Однако
значение Мг пока неизвестно. Подумайте, с помощью какой формулы можно
найти Мг, и проверьте эту формулу в р. 35. Если найти Мг не можете,
посмотрите р. 49.
22. v = mRT/(MrpST). Если вы получили иное выражение, обратитесь к р.
36.
23. Вероятно, вы хотели воспользоваться формулой (КМ) из 1.4? Но ведь в
уравнении (КМ) при изотермическом процессе не только правая, но и левая
часть остается постоянной. Теперь ясно, как найти р2? Сравните полученную
формулу с приведенной в р. 30.
24. Когда расширение газа происходит при изобаричес-
ком процессе, его давление не изменяется и, следовательно, на графике
p(V) (рис. 77) невозможен переход в точку с p2<pi- Переход из точки 3 в
эту точку возможен по изохоре. Теперь ясно, чем отличаются задания а и б?
Не сможете ли вы без вычислений, качественно оценить, на каком
_ " пути - 132 или 142 - газ по-
Рис. 77 J
174
лучит больше тепла? Объясните, почему. А теперь сделайте расчет и найдите
числовой ответ. Если вы не знаете, как вычислить Q, обратитесь к р. 38.
25. Посмотрите п. 2.10. Графически работа изображается площадью под
графиком процесса, в данном случае - изотермического и изобарического
