ПРОВЕРОЧНЫЙ ТЕСТ 4 страница

258. При изобарическом расширении двухатомного газа была совершена работа 160 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу?

259. Насколько увеличится внутренняя энергия 200 г азота и какую внешнюю работу произведет газ, если его нагреть при постоянном давлении от 20⁰ до 100⁰С?

260. Масса m =10,5 г азота изотермически расширяется при температуре t =(-23⁰С), причем его давление изменяется от Р₁ =250 кПа до Р₂ =100 кПа. Найти работу, совершенную газом при расширении.

261. При изотермическом расширении массы m =10 г азота, находящегося при температуре t =17⁰С, была совершена работа

А =860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении?

262. Работа изотермического расширения массы m =10 г некоторого газа от объема V₁ до V₂ =2V₁ оказалась равной А =575 Дж. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа при этой температуре.

263. Гелий, находящийся при нормальных условиях изотермически расширяется от объема V₁ =1л до V₂ =2 л. Найти работу, совершенную газом при расширении, и количество теплоты, сообщенную газом.

264. При изотермическом расширении газа, занимавшего объем V =2 м³, давление его меняется от Р₁ =0,5 МПа до Р₂ =0,4 МПа. Найти работу, совершенную при этом.

265. Масса m =10 г кислорода, находящегося при нормальных условиях, сжимается до объема V₂ =1,4 л. Найти давление Р₂ и температуру t₂ кислорода после сжатия, если кислород сжимается изотермически.

266. Масса m =28 г азота, находящегося при температуре t₁ =40⁰C и давлении Р₁ =100 кПа, сжимается до объема V₂ =13 л. Найти температуру t₂ и давление Р₂ азота после сжатия, если азот сжимается изотермически. Найти работу сжатия.

267. При изотермическом расширении водорода массой m =1 г объем газа увеличился в два раза. Определить работу расширения, совершенную газом, если температура газа t =15⁰С. Определить теплоту Q, переданную при этом газом.

268. В цилиндре под поршнем находится азот, имеющий массу m =0,6 кг и занимающий объем V₁ =1,2 м³ при температуре Т₁ =560 К. В результате нагревания газ расширился и занял объем V₂ =4,2 м³, причем температура осталась неизменной. Найти изменение DU внутренней энергии газа, совершенную им работу А и теплоту, сообщенную газу.

269. Необходимо сжать воздух от объема V₁ =10 л до V₂ =2 л. Как выгоднее его сжимать (адиабатически или изотермически)?

270. При адиабатическом сжатии 1 кмоль двухатомного газа была совершена работа 146 кДж. Насколько увеличилась температура газа при сжатии?

271. 1 кмоль азота, находящегося при нормальных условиях, расширяется адиабатически от V₁ до V₂ =5V₁. Найти: изменение внутренней энергии газа; работу, совершенную при расширении.

272. Во сколько раз уменьшится средняя квадратичная скорость молекул двухатомного газа при адиабатическом увеличении объема газа в два раза?

273. Двухатомный газ, находящийся при температуре 27⁰С и давлении 2 МПа, сжимается адиабатически от объема V₁ до объема V₂ =0,5 V₁ . Найти температуру и давление газа после сжатия.

274. Газ расширяется адиабатически, при этом объем его увеличивается вдвое, а температура (абсолютная) падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?

275. Воздух в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания сжимается адиабатически и его давление при этом изменяется от Р₁ = 0,1 МПа до Р₂ =3,5 МПа. Начальная температура воздуха 40⁰С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.

276. До какой температуры охладится воздух, находящийся при температуре 0⁰С, если он расширяется адиабатически от объема V₁ до объема V₂ =2 V₁?

277. 7,5 л кислорода адиабатически сжимается до объема 1 л, причем в конце сжатия установилось давление 1,6 МПа. Под каким давлением находился газ до сжатия?

278. При адиабатическом сжатии газа его объем уменьшился в n =10 раз, а давление увеличилось в к =2,14 раза. Определить отношение γ = С_Р/ С_V теплоемкостей газа.

279. При адиабатном сжатии давление воздуха было увеличено от Р₁ =50 кПа до Р₂ =0,5 МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление Р₃ газа в конце процесса.

280. Газ, совершающий цикл Карно, за счет каждой килокалории теплоты, полученной от нагревателя, совершает работу, равную 610 Дж. Каков КПД этого цикла? Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника?

281. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q₂ =14 кДж. Определить температуру Т₁ теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника Т₂ =280 К работа цикла А =6 кДж.

282. Газ, совершающий цикл Карно, 2/3 теплоты, полученной от нагревателя, отдает охладителю. Температура охладителя Т₂ =280 К. Определить температуру Т₁ нагревателя.

283. Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя теплоту

Q =4 кДж. Какую работу А совершил газ в результате протекания всего цикла, если термический к.п.д. цикла η =0,1?

284. В результате кругового процесса газ совершил работу А =1 Дж и передал охладителю теплоту Q₂ =4,2 Дж. Определить термический к.п.д. цикла η.

285. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% тепла, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Количество тепла, получаемого от нагревателя, равно 1,5 ккал. Найти:

1) к.п.д. цикла, 2) работу, совершенную при полном цикле.

286. Нагреватель тепловой машины, работающий по циклу Карно, имеет температуру 200⁰С. Какова температура холодильника, если за счет каждой килокалории тепла, получаемой от нагревателя, машина совершает работу 1710 Дж.

287. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру Т₂ теплоприемника, если температура теплоотдатчика Т₁ =430 К.

288. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от Т₁ =380 К до Т₁^¢ = 560 К? Температура теплоприемника Т₂ =280 К.

289. В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q₁ =500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура теплоотдатчика Т₁ 400 К. Определить температуру Т₂ теплоприемника.

290. Найти изменение энтропии при превращении 10 г льда при -20⁰С в пар при 100⁰С.

291. Найти изменение DS энтропии при плавлении массы m =1 кг льда (t = 0⁰C).

292. Кусок льда массой m =200 г, взятый при температуре t₁ = -10⁰С, был нагрет до t₂ =0⁰C и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t₃ =10⁰C. Определить изменение DS энтропии льда.

293. Найти изменение энтропии при переходе 6 г водорода от объема 20 л под давлением 150 кПа к объему 60 л под давлением 100 кПа.

294. При нагревании 1 кмоль двухатомного газа его абсолютная температура увеличивается в 1,5 раза. Найти изменение энтропии, если нагревание происходит: 1) изохорически; 2) изобарически.

295. Найти прирост энтропии при превращении 1 г воды при 0⁰С в пар при 100⁰С.

296. Найти изменение энтропии при переходе 8 г кислорода от объема 10 л при температуре 60⁰С к объему 40 л при температуре 300⁰С.

297. Смешано m₁ =5 кг воды при температуре Т₁ =280 К с m₂ =8 кг воды при температуре Т₂ =350 К. Найти: температуру θ смеси; изменение DS энтропии, происходящее при смешивании.

298. 10 г кислорода нагревается от t₁ =50⁰С до t₂ =150⁰C. Найти изменение энтропии, если нагревание происходит: 1) изохорически, 2) изобарически.

299. Лед массой m₁ =2 кг при температуре t₁ =0⁰С был превращен в воду той же температуры при помощи пара, имеющего температуру t₂ = 100⁰С. Определить массу m₂ израсходованного пара. Каково будет изменение DS энтропии системы лед-пар при таянии льда?

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

1. Кинематика материальной точки. Системы отсчета. Траектория, перемещение, путь, скорость, ускорение. Равномерное и равнопеременное прямолинейные движения.

2. Криволинейное движение. Нормальное и тангенциальное ускорения.

3. Движение точки по окружности. Угловые перемещение, скорость, ускорение. Связь между линейными и угловыми характеристиками.

4. Динамика материальной точки. Инерциальные системы отсчета и первый закон Ньютона.

5. Фундаментальные взаимодействия. Силы различной природы (упругие, гравитационные, трения), второй закон Ньютона. Масса. Третий закон Ньютона.

6. Импульс системы материальных точек, уравнение движения центра масс. Закон сохранения импульса.

7. Уравнение движения тела переменной массы.

8. Момент импульса и момент силы. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса. Гироскопические явления.

9. Вращение твердого тела относительно неподвижной оси. Основной закон динамики вращательного движения абсолютно твердого тела. Момент инерции.

10. Расчет момента инерции тел простой формы. Теорема Штейнера.

11. Кинетическая энергия материальной точки и абсолютно твердого тела

12. Работа переменной силы, мощность. Потенциальные и непотенциальные поля. Консервативные и диссипативные силы. Потенциальная энергия.

13. Закон всемирного тяготения. Поле тяготения, его напряженность и потенциальная энергия гравитационного взаимодействия.

14. Работа по перемещению тела в поле тяготения. Космические скорости.

15. Соударение тел. Упругое и неупругое взаимодействия.

16. Закон Паскаля. Гидростатическое давление. Сила Архимеда. Уравнение Бернулли.

17. Вязкость. Движение тел в жидкостях и газах.

18. Упругое деформирование твердых тел. Модуль упругости, коэффициент Пуассона. Энергия упругого деформирования.

19. Колебательное движение и его характеристики: смещение, амплитуда, фаза, циклическая частота, период, скорость, ускорение.

20. Векторные диаграммы для представления гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Энергия колебательного движения.

21. Пружинный и физический маятники.

22. Сложение параллельных колебаний одинаковой и разной частоты. Биения.

23. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

24. Свободные затухающие колебания. Характеристики затухания: коэффициент затухания, время релаксации, декремент затухания, добротность колебательной системы.

25. Вынужденные колебания. Резонанс.

26. Волновое движение. Уравнение плоской незатухающей бегущей волны. Энергия упругой волны. Вектор плотности потока энергии.

27. Сложение (интерференция) волн. Стоячие волны.

28. Термодинамическая система. Параметры состояния термодинамической системы. Основные положения молекулярно-кинетической теории газов.

29. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов (уравнение Клаузиуса.).

30. Уравнение состояния идеального газа.

31. Закон Максвелла распределения молекул по скоростям теплового движения. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

32. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекулы.

33. Явления переноса. Диффузия, вязкость, теплопроводность.

34. Первый закон термодинамики. Работа, теплота, теплоемкость, ее виды.

35. Политропный процесс, его частные случаи: изобарный, изотермический, адиабатный, изохорный.

36. Второй закон термодинамики. Энтропия. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно.

37. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реальных газов. Эффект Джоуля-Томсона. Фазовые превращения.