В сосуде объемом находится двухатомный газ

1. Физические основы классической механики
2. Молекулярная физика. Термодинамика
3. Электростатика. Постоянный электрический ток
4. Электромагнетизм
5. Оптика
6. Элементы атомной физики и квантовой механики. Физика твёрдого тела

Решебник Чертова А. Г. по физике для заочников

Контрольная работа 2. Молекулярная Физика. Термодинамика

201
Определить количество вещества υ и число N молекул кислорода массой m = 0,5 кг.

202

Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества ν = 0,2 моль; 2) массой m=1г?

203
Вода при температуре t = 4oC занимает объем V = 1 см3. Определить количество вещества ν и число N молекул воды.

204
Найти молярную массу М и массу mм одной молекулы поваренной соли.

205
Определить массу mм одной молекулы углекислого газа.

206

Определить концентрацию n молекул кислорода, находящегося в сосуде вместимостью V=2 л. Количество вещества ν кислорода равно 0,2 моль.

207
Определить количество вещества ν водорода, заполняющего сосуд объемом V = 3 л, если концентрация газа в сосуде n = 2·1018 м-3.

208
В баллоне вместимостью V = 3 л содержится кислород массой m = 10 г. Определить концентрацию молекул газа.

209
Определить относительную молекулярную массу Mr: 1) воды; 2) углекислого газа; 3) поваренной соли.

210
Определить количество вещества ν и число N молекул азота массой m = 0,2 кг.

211

В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении р0, начинают медленно вдвигать поршень площадью основания S = 200 см2. Определить силу F, действующую на поршень, если его остановить на расстоянии l1=10 см от дна цилиндра.

212
В баллоне находится газ при температуре Т1 = 400 К. До какой температуры Т2 надо нагреть, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?

213
Баллон вместимостью V = 20 л заполнен азотом при температуре Т = 400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δр = 200 кПа. Определить массу m израсходованного газа. Процесс считать изотермическим.

214

В баллоне вместимостью V = 15 л находится аргон под давлением p1 = 600 кПа и при температуре Т1 = 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до р2=400 кПа, а температура установилась Т2=260 К. Определить массу m аргона, взятого из баллона.

215
Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление р1 = 2 МПа и температура T1 = 800 К, а в другом р2 = 2,5 МПа, T2 = 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры Т = 200 К. Определить установившееся в сосудах давление.

216
Вычислить плотность ρ азота, находящегося в баллоне под давлением р = 2 МПа и имеющего температуру Т = 400 К.

217

Определить относительную молекулярную массу Мr газа, если при температуре Т=154 К и давлении р=2,8 МПа он имеет плотность ρ=6,1 кг/м3.

218
Найти плотность ρ азота при температуре Т = 400 К и давлении р = 2 МПа.

219
В сосуде вместимостью V = 40 л находится кислород при температуре Т = 300 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δр = 100 кПа. Определить массу m израсходованного газа. Процесс считать изотермическим.

220
Определить плотность ρ водяного пара, находящегося под давлением p = 2,5 кПа и имеющего температуру Т = 250 К.

221
Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы этого газа при температуре Т = 300 К, если количество вещества ν этого газа равно 0,5 моль.

222

Определить суммарную кинетическую энергию Еп поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V = 3 л под давлением р=540 кПа.

223
Количество вещества гелия ν = 1,5 моль, температура Т = 120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Ек поступательного движения всех молекул этого газа.

224
Молярная внутренняя энергия Um некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию вр> вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

225

Определить среднюю кинетическую энергию молекулы водяного пара при температуре Т=500К.

226
Определить среднюю квадратичную скорость vкв> молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V = 2 л под давлением р = 200 кПа. Масса газа m = 0,3 г.

227
Водород находится при температуре Т = 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию вр> вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию Ек всех молекул этого газа; количество водорода ν = 0,5 моль.

228
При какой температуре средняя кинетическая энергия п> поступательного движения молекулы газа равна 4,14·10-21Дж?

229

В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой пылинки равна 6·10-10г. Газ находится при температуре Т=400 К. Определить средние квадратичные скорости <vкв>, а также средние кинетические энергии <εп> поступательного движения молекулы азота и пылинки.

230

Определить среднюю кинетическую энергию п> поступательного движения и вр> молекулы азота при температуре Т = 1 кК. Определить также полную кинетическую энергию Ек молекул при тех же условиях.

231

Определить молярную массу М двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность ср–сV удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг·К).

232
Найти удельные сp и сV, а также молярные Cp и CV теплоемкости углекислого газа.

233
Определить показатель адиабаты γ идеального газа, который при температуре Т=350К и давлении р=0,4МПа занимает объем V=300л и имеет теплоемкость Cv=857Дж/К.

234

В сосуде вместимостью V = 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость Cv этого газа при постоянном объеме.

235
Определить относительную молекулярную массу Мr и молярную массу М газа, разность его удельных теплоемкостей ср–сV = 2,08 кДж/(кг·К).

236

Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости cV=10,4кДж/(кг·К),cр=14,6кДж/(кг·К).

237
Найти удельные сp и сV, а также молярные Cp и CV теплоемкости азота и гелия.

238

Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса М=4·10-3кг/моль и отношение теплоемкостей Cp/CV=1,67.

239

Трехатомный газ под давлением р = 240 кПа и температуре t = 20oC занимает объем V=10л. Определить теплоемкость Ср этого газа при постоянном давлении.

240
Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем V = 5 л. Вычислить теплоемкость этого газа при постоянном объеме.

241

Найти среднее число столкновений за время t= 1 с и длину свободного пробега молекулы гелия, если газ находится под давлением р = 2 кПа при температуре Т=200 К.

242
Определить среднюю длину свободного пробега l> молекулы азота в сосуде вместимостью V = 5 л. Масса газа m = 0,5 г.

243
Водород под давлением р = 20 мкПа имеет температуру Т = 300 К. Определить среднюю длину пробега <l> молекулы такого газа.

244
При нормальных условиях длина свободного пробега <l> молекулы водорода равна 0,160 мкм. Определить диаметр d одной молекулы водорода.

245
Какова средняя арифметическая скорость v> молекул кислорода при нормальных условиях, если известно, что средняя длина свободного пробега l> молекулы кислорода при этих условиях равна 100 нм?

246

Кислород находится под давлением р = 133 нПа при температуре Т = 200 К. вычислить среднее число <z> столкновений молекулы кислорода при этих условиях за время τ = 1 с.

247
При каком давлении р средняя длина свободного пробега молекул азота равна 1 м, если температура газа t = 10oC?

248

В сосуде вместимостью V = 5 л находится водород массой m = 0,5 г. Определить среднюю длину свободного пробега <l> молекулы водорода в этом сосуде.

249
Средняя длина свободного пробега молекулы водорода при некоторых условиях равна 2 мм. Найти плотность ρ водорода при этих условиях.

250
В сферической колбе вместимостью V = 3 л, содержащей азот, создан вакуум с давлением p = 80 мкПа. Температура газа Т = 250 К. Можно ли считать вакуум в колбе высоким?

251

Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V=50 л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на Δр=0,5 МПа.

252
При изотермическом расширении азота при температуре Т = 280 К объем его увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу А; 2) изменение ΔU внутренней энергии; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m = 0,2 кг.

253

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.

254

Кислород массой m = 200 г занимает объем V1 = 100 л и находится под давлением p1=200кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V2=300 л, а затем его давление возросло до p3 = 500 кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии ΔU газа, совершенную газом работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.

255
Объем водорода при изотермическом расширении при температуре Т = 300 К увеличился в n = 3 раза. Определить работу А, совершенную газом, и теплоту, полученную при этом. Масса m водорода равна 200 г.

256

Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры T1 = 300 K до температуры T2 = 400 К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение ΔU внутренней энергии азота.

257

Во сколько раз увеличится объем водорода, содержащий количество вещества ν=0,4 моль при изотермическом расширении, если при этом газ получит количество теплоты Q= 800 Дж? Температура водорода Т= 300 К.

258

Какая работа А совершается при изотермическом расширении водорода массой m=5 г, взятого при температуре Т = 290 К, если объем газа увеличился в три раза.

259

Какая доля w1 количества теплоты Q, подводимого к идеальному двухатомному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение ΔU внутренней энергии газа и какая доля w2 – на работу А расширения? Рассмотреть три случая, если газ: 1) одноатомный; 2) двухатомный; 3) трехатомный.

260
Определить работу А, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q = 21 кДж. Найти также изменение ΔU внутренней энергии газа.

261
Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемника Т2 = 290 К и теплоотдатчика Т1 = 400 К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла, если температура теплоотдатчика возрастет до Т’1=600 К?

262
Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т1 теплоотдатчика в четыре раз (n = 4) больше температуры теплоприемника. Какую долю w количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст теплоприемнику?

263
Определить работу А2 изотермического сжатия, совершающего цикл Карно, КПД которого η = 0,4, если работа изотермического расширения равна А1 = 8 Дж.

264
Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q2=14кДж. Определить температуру Т1 теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника Т2=280К работа цикла А=6кДж.

265

Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от теплоотдатчика теплоту Q1=4,38 кДж и совершил работу А=2,4 кДж. Определить температуру теплоотдатчика, если Т2=273 К.

266

Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру T2 теплоприемника, если температура теплоотдатчика T1 = 430 К.

267

Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от Т1=380 К до Т’1=560 К? Температура теплоприемника Т2=280 К.

268

Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура теплоотдатчика Т1 = 500 К, температура теплоприемника Т2=250 К. Определить КПД η цикла, также работу А1 рабочего вещества при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа А2=70 Дж.

269

Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q1 = 84 кДж. Определить работу А газа, если температура Т1 теплоотдатчика в три раза выше температуры Т2 теплоприемника.

270
В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q1 = 500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура теплоотдатчика Т1 = 400К. Определить температуру Т2 теплоприёмника.

271
Найти массу m воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала d = 0,8 мм, опущенной в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.

272
Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от V1=8см3 до V2=16см3? Считать процесс изотермическим.

273

Какая энергия Е выделится при слиянии двух капель ртути диаметром d1 = 0,8 мм и d2=1,2мм в одну каплю?

274

Определить давление р внутри воздушного пузырька диаметром d = 4 мм, находящегося в воде у самой её поверхности. Считать атмосферное давление нормальным.

275

Пространство между двумя стеклянными параллельными пластинками с площадью поверхности S = 100 см2 каждая, расположенными на расстоянии l=20 мкм друг от друга, заполнено водой. Определить силу F, прижимающую пластинки друг к другу. Считать мениск вогнутым с диаметром d, равным расстоянию между пластинками.

276

Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d = 1 мм на высоту h=20 см. Определить поверхностное натяжение α глицерина. Считать смачивание полным.

277

В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка с диаметром канала d= 1 мм. Определить массу m воды, вошедшей в трубку.

278

На сколько давление р воздуха внутри мыльного пузыря больше нормального атмосферного давления ро, если диаметр пузыря d = 5 мм.

279
Воздушный пузырек диаметром d = 2,2 мкм находится в воде у самой её поверхности. Определить плотность ρ воздуха в пузырьке, если воздух над поверхностью воды находится при нормальных условиях.

280
Две капли ртути радиусом r = 1,2 мм каждая слились в одну большую каплю. Определить энергию, которая выделится при этом слиянии. Считать процесс изотермическим.

К. Р. 1               В начало               К. Р. 3