В откачанном до высокого вакуума сосуде

При выполнении заданий этой части нужно поставить знак «х» в клеточку, номер которой соответствует номеру выбранного варианта ответа.

А1. Какой объем занимает один моль идеального газа при давлении 305 кПа и температуре 400 К?

1) 0,05 м3 2) 0,011 м3 3) 10 м3 4) 0,7 м3

А2. Давление 4 кг кислорода, заключенного в сосуд емкостью 2 м3, при температуре 30°С составляет

1) 100 кПа 2) 150 МПа 3) 157 кПа 4) 90 Па

АЗ. Каков объем газа при нормальных условиях, если при давлении 95 кПа и температуре 20 °С он занимает объем 0,164 л?

1) 0,25 л 2) 0,15 л 3) 0,05л 4) 1 л

А4. Концентрация молекул идеального газа при нормальных условиях равна:

1) 2,7 · 1025 м 3 2) 4 · 1022 м 3 3) 5 · 1028 м 3 4) 5 · 1020 м 3

А5. Сколько молекул азота находится в сосуде емкостью 10 -3 м3 при давлении 0,127 мПа?

1) 3 · 1013 2) 2 · 1020 3) 5 · 1015 4) 1 · 1027

А6. На сколько градусов повышается температура воды у подножия пятидесятиметрового водопада? Всеми видами теплоотдачи можно пренебречь.

1) на 5,2 °С 2) на 1,5 °С 3) на 0, 12 °С 4) на 0,3 °С

А7. Цикл Карно — это круговой обратимый процесс, состоящий из

1) двух изобарных и двух изохорных процессов

2) двух изотермических и двух изобарных процессов

3) двух изотермических и двух адиабатических процессов

4) двух изохорных и двух адиабатических процессов

А8. Какой из перечисленных ниже процессов является обратимым?

1) падение воды с вершины горы (водопад)

2) процесс теплообмена между телами в изолированной системе

3) раскачивание детских качелей

4) колебания идеального математического маятника

А9. Плотность ацетилена С2Н2 при нормальных условиях составляет:

1) 2,03 кг/м3 2) 1,51 кг/м3 3) 1,15 кг/м3 4) 3 кг/м3

A10. Зависимость между плотностью идеального газа и абсолютной температурой при изобарном процессе

1) прямо пропорциональная 3) обратно пропорциональная

2) квадратичная 4) кубическая

А11. Для увеличения КПД теплового двигателя необходимо: А) уменьшить температуру холодильника; Б) увеличить температуру нагревателя. Какое из утверждений верно?

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

А12. Образовавшаяся в горячей воде пленка парафина объемом 1 мм3 имеет площадь 1 м2. Считая толщину пленки равной диаметру молекулы парафина d, можно сказать, что d равно

1) 1 · 109 м 2) 3 · 108 м 3) 5 · 1010 м 4) 2 · 107 м

А13. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя 7,2 МДж в секунду, а отдает в холодильник 6,4 МДж. КПД такого двигателя составляет

1) 15% 2) 25% 3) 11% 4) 8%

А14. Температура нагревателя и холодильника равны соответственно 150 °С и 20 °С. От нагревателя взято 1 · 105кДж. Если считать машину идеальной, то работа, произведенная машиной, равна

1) 5 · 103 кДж 2) 7,2 · 104 кДж 3) 4 · 105 кДж 4) 3,1 · 104 кДж

А15. В откачанном до высокого вакуума сосуде осталось несколько молекул газа. Как определить температуру этого газа?

1) с помощью термопары

2) используя ртутный термометр

3) с помощью газового термометра

4) принципиально невозможно определить

А16. Какое количество теплоты выделится при конденсации 20 г водяного пара при 100 °С и охлаждении полученной воды до 20 °С?

1) 40 кДж 2) 52 кДж 3) 0,1 МДж 4) 10 кДж

А17. В электрочайнике с неисправной системой автоматического отключения вода нагревается от 0 °С до кипения за 10 мин. За какой промежуток времени после этого вся вода выкипит?

1) 54 мин 2) 105 мин 3) 60 мин 4) 70 мин

А18. Абсолютная влажность 5 м3 воздуха, в котором содержится 80 г водяного пара, составляет

1) 16 г/м3 2) 20 г/м3 3) 40 г/м3 4) 35 г/м3

А19. Скорость испарения жидкости зависит от: А) температуры, площади свободной поверхности и рода жидкости; Б) массы жидкости. Какое из утверждений верно?

1) только А 2) и А, и Б 3) только Б 4) ни А, ни Б

А20. Насыщенный пар характеризуется тем, что: А) его давление не зависит от температуры; Б) концентрация молекул при постоянной температуре не зависит от объема. Какое из утверждений верно?

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

А21. Экспериментальная зависимость давления насыщенного пара от температуры (см. рисунок) на участке АВ отличается от зависимости р = nkT для идеального газа по причине

1) слишком больших давлений

2) большой массы жидкости

3) очень высоких температур

4) фазового перехода жидкость ↔ газ

А22. Кристаллические тела отличаются от аморфных тем, что

1) являются более твердыми, чем аморфные

2) имеют большую плотность

3) имеют меньшие коэффициенты теплового расширения

4) имеют определенную температуру плавления

А23. На рисунке приведены графики изменения температуры двух тел одинаковой массы при нагревании. Условия нагревания одинаковы. Отношения теплоемкостей , температур плавления и удельных температур плавления этих тел таковы

A24. У идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, температура нагревателя равна 400 К, а температура холодильника — 300 К. КПД машины равен

1) 20%

2) 25%

3) 40%

4) 30%

А25. На диаграмме зависимости насыщенного пара от температуры в закрытом объеме (см. рисунок к А21) жидкость присутствует

1) только на участке АВ

2) только на участке ВС

3) и на участке АВ, и на участке ВС

4) отсутствует и на участке АВ, и на участке ВС

Часть 2

Ответом к заданиям В1—В2 будет некоторое число. Это число нужно записать без указания единиц измерения физических величин.

В1. Из баллона со сжатым водородом емкостью 10 л вследствие неисправности вентиля утекает газ. При температуре 7 °С давление было равно 5 МПА. Через некоторое время при температуре 17 °С манометр показал такое же давление. Сколько газа утекло? Ответ дать в г и округлить до одного знака после запятой.

В2. В сосуде емкостью 10 л находится кислород под давлением 101,3 кПа. Стенки сосуда могут выдержать давление до 1,013 МПа. Какое максимальное количество теплоты можно сообщить газу?

В заданиях ВЗ-В5 на установление соответствия требуется указать последовательность цифр, соответствующих правильному ответу.

ВЗ. 100 г кислорода нагревают от 10 °С до 60 °С. Установите соответствие между типом процесса, при котором происходит нагревание (левый столбец), и изменением внутренней энергии газа (правый столбец).

A) Изохорный 1) 3,25 кДж

Б) Изобарный 2) 7 кДж

B) Адиабатический 3) 2 кДж

Впишите во вторую строку таблицы номера правильных ответов.

B4. На рисунке приведен замкнутый термодинамический цикл, произведенный с некоторой массой идеального газа. Установите соответствие между номером участка процесса (левый столбец) и изменением объема газа на этом участке (правый столбец).

A)1-2 1) увеличивается

Б) 2-3 2) уменьшается

B)3-4 3) не изменяется

Г) 4-1. 4) увеличивается пропорционально Т

5) уменьшается пропорционально Т

Впишите во вторую строку таблицы номера правильных ответов.

В5. На рисунке приведена диаграмма работы компрессора двойного действия. Установите соответствие между участками диаграммы (левый столбец) и частями рабочего цикла работы компрессора (правый столбец).

А )АВ Б) ВС В) CD Г) DA

1) проталкивание воздуха в резервуар (при постоянном давлении)

2) мгновенное понижение давления в цилиндре компрессора при закрытии выпускного клапана и открытии впускного

3) впуск воздуха при давлении в 1 атм.

4) изотермическое сжатие воздуха

Впишите во вторую строку таблицы номера правильных ответов.

Часть 3

Полное правильное решение задач С1-С6 должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчеты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий решение.

С1. В баллоне емкостью V1 = 20 л находится сжатый воздух. При температуре Т1 = 20°С манометр показывает давление Р1 = 12 МПа (избыточное над атмосферным, равным Рa= 0,1 МПа). Какой объем воды V2 (в литрах) можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом этого баллона, если вытеснение происходит на глубине h = 30 м при температуре Т2 = 5 °С?

С2. Баллон емкостью V = 10 л с кислородом при давлении Р = 8 МПа и температуре Т1 = 7 °С нагревается до Т2= 15,5 °С. Какое количество теплоты при этом поглощается газом?

СЗ. Какой должна быть скорость свинцового шарика в момент удара о стальную плиту, чтобы он расплавился, если его температура до удара была равна 27 °С? Всеми видами теплоотдачи можно пренебречь.

С4. На Р-V-диаграмме (см. рисунок) изображены термодинамические процессы перехода 1 → 2 → 3 некоторого количество кислорода, осуществленные путем его нагрева. Определите приращение внутренней энергии газа, совершенную им работу и количество переданного газу тепла.

С5. Оболочку аэростата емкостью 50 м3 заполняют газом с помощью компрессора. Сколько качаний должен сделать компрессор, чтобы давление газа в оболочке при температуре 40 °С достигло 0,2 МПа, если при каждом качании компрессор захватывает 25 л газа при давлении 0,1 МПа и температуре 20°С?

С6. Найдите увеличение внутренней энергии гелия в результате изобарического расширения от объема 5 л до объема 10 л. Процесс происходит при 200 кПа. Ответ дайте в кДж.