Молекулярная физика и термодинамика

Горизонтальный цилиндр с газом разделен на три камеры двумя неподвижными поршнями. Температура газа во всех камерах одинакова и равна T₀ = 300 K. Давление газа в первой камере p₁ = 3 атм., объем V₁ = 1 л, во второй p₂ = 2 атм., V₂ = 2 л, в третьей, соответственно p₃ = 1 атм., V₃ = 3 л. Каково будет давление p в камерах после того, как освободив поршни, дать им возможность свободно двигаться, а температуру газа сделать равной T = 360 K?

Плотность смеси азота и кислорода при температуре t = 17°C и давлении p₀ = 10⁵ Па равна ρ = 1,2 кг/м³. Найдите концентрации n₁ и n₂ молекул азота и кислорода в смеси. Молярная масса азота M₁ = 28 г/моль, кислорода - M₂ = 32 г/моль. Постоянная Больцмана k = 1,38∙10^-23 Дж/K, универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль∙К).

При повышении температуры идеального одноатомного газа на ΔT₁ =150 K среднеквадратичная скорость его молекул возросла от v₁ = 400 м/с до v₂ = 500 м/с. На какую величину ΔT₂ нужно дополнительно повысить температуру этого газа, чтобы увеличить среднеквадратичную скорость его молекул от v₂ = 500 м/с до v₃ = 600 м/с?

В закрытом сосуде находится 20 г азота и 32 г кислорода. Найти приращение внутренней энергии смеси газов при нагревании ее на 28° С.

1. В ходе нагревания газа ему передано от нагревателя 3 МДж тепла При этом расширяясь, он совершил работу, равную 1 МДж. Чему равно изменение внутренней энергии?
2. Определите молярную теплоемкость гелия при постоянном объеме и постоянном давлении.
3. При сгорании топлива в тепловом двигателе выделилось количество теплоты, равное 20 кДж, при этом двигатель передал окружающему воздуху количество теплоты, равное 6 кДж. Каков КПД двигателя?

Состояние двухатомного газа в количестве v = 20 ммоль, изменяется по пути a-b-c-a (рис. 101). Найти совершенную работу в процессах a-b и c-a.

Определить массу кислорода в баллоне объемом 100 л, если абсолютное давление 1,2∙10⁵ Па и температура t = 16° С.

В цилиндре под поршнем находится кислород массой 0,016 кг при температуре Т₁ = 300 К. Газ сначала расширился адиабатически, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изотермически, причем его объем уменьшился в 5 раз. Найти температуру в конце адиабатического расширения и полную работу, совершенную газом.

В цилиндр заключено m = 1,6 кг кислорода при температуре 300 К и давлении 400 кПа. До какой температуры нужно нагреть изобарно кислород, чтобы работа по расширению была равна 40 кДж?