Онлайн-магазин готовых решений

При адиабатическом расширении 3,6 кг водяного пара его температура падает на 200 К. Определить работу расширения пара.

В тепловом двигателе, рабочим телом которого является идеальный одноатомный газ, совершается циклический процесс, изображенный на рисунке. Отношение максимального объема газа к минимальному в этом цикле равно n = 3. Найти коэффициент полезного действия двигателя η.

Моль гелия используется в качестве рабочего вещества теплового двигателя, работающего по циклу 1-2-3-1. На участке 1-2 этого цикла среднеквадратичная скорость и теплового движения атомов гелия изменяется обратно пропорционально его концентрации n, на участке 2-3 величина n остается постоянной, а на участке 3-1 величина n изменяется обратно пропорционально квадратному корню из n. Найти КПД этого цикла η, если на участке 1-2 энергия теплового движения атомов гелия увеличивается в k = 4 раза.

Идеальный двухатомный газ при давлении p₁ = 1,01∙10⁵ Па занимал объем V₁ = 5 л, а при давлении, втрое большем, – объем V₂ = 2 л. Переход из первого состояния во второе был произведен в 2 этапа: сначала изохорно, а затем изобарно. Найти изменение внутренней энергии газа и произведенную над газом работу.

В стеклянную банку объемом 1 л налили 0,5 л воды при температуре t₁ = 20° C и герметично закрыли завинчивающейся крышкой. Затем банку нагрели до температуры t₂ = 100 °C. Найти силу взаимодействия F между банкой и крышкой при достижении этой температуры. Площадь крышки S = 50 см², атмосферное давление p₀ =10⁵ Па. Влажностью атмосферного воздуха, а также массой крышки пренебречь.

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?

Азот массой m = 8,2 г изобарически расширяется в 1,95 раза за счет притока извне некоторого количества теплоты. Приращение внутренней энергии газа равно 1124,5 Дж. Определить начальную температуру газа.

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?

В вертикальном цилиндре под поршнем массой m = 1 кг и площадью S = 50 см² содержится идеальный одноатомный газ. Поршень находится на высоте h = 1 м от дна цилиндра. Над поршнем (см. рисунок) висит гибкая веревка, масса единицы длины которой равна μ = 200 г/м. Расстояние от поршня до нижнего конца веревки равно h. Какое количество теплоты нужно медленно сообщить газу, чтобы поршень переместился вверх на расстояние 2h. Трением пренебречь. Атмосферное давление равно p₀ = 10⁵ Па, ускорение свободного падения g = 10 м/c².

Один моль идеального одноатомного газа последовательно участвует в двух процессах: 1 - 2 и 2 - 3 (см. рисунок). В первом из них давление $p$ пропорционально температуре $T$, во втором $p$ пропорционально $\sqrt T$. Определите молярную теплоёмкость газа в каждом из двух процессов.

Водяной пар занимает объем V₀ = 5 л при температуре t = 100 °C. Давление пара p = 0,5∙10⁵ Па. Какая масса Δm пара превратится в воду, если объем пара изотермически уменьшить до величины V = 1 л? Молярная масса воды M = 18 г/моль.

Для определения удельной теплоты плавления льда в сосуд с водой стали бросать кусочки тающего льда при непрерывном помешивании. Первоначально в сосуде находилось m = 300 г воды при температуре 20° С. К моменту времени, когда лед перестал таять, масса воды увеличилась на Δm = 84 г. Определите по данным опыта удельную теплоту λ плавления льда. Ответ выразите в кДж/кг. Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг °С), теплоемкостью сосуда пренебречь.

Тепловая машина Карно, используется для поддержания в резервуаре температуры -23 °C при температуре окружающего воздуха 27 °C. За един цикл от резервуара отводится 4,19 кДж теплоты. Какая механическая работа требуется для выполнения одного цикла машины?

Пространство между двумя параллельными пластинами площадью S = 300 см² заполнено газом. Пластины находятся друг от друга на расстоянии h = 5 мм. Одна пластина поддерживается при температуре Т₁ =290 К, другая - при температуре Т₂ = 310 К. Найти количество теплоты Q прошедшее посредством теплопроводности от одной пластины к другой за время t = 10 мин. Газ находится при нормальных условиях. Эффективный диаметр молекул газа равен d = 0,36нм. Показатель адиабаты газа γ.
Дано: M = 32∙10^-3 кг/моль; S = 300 см² = 0,03 м²; Δx = h = 5 мм = 5∙10^-3 м; T₁ = 280 K; T₂ = 300 K; t = 10 мин = 600 с; T = 273 K; d = 0,36 нм = 3,6∙10^-10 м; γ = 1.4

С идеальным одноатомным газом совершается циклический процесс. Из начального состояния p₂ = 1,6 МПа и V₁ = 2 л газ расширяется при постоянном давлении до объема V₂ = 16 л. Затем при постоянном объеме V₂ давление газа уменьшается до такой величины p₁ = 50 кПа, что из состояния p₁, V₂ газ приводится в начальное состояние адиабатическим сжатием. Найти работу A, совершенную газом за цикл.

Искусственный спутник Земли, имеющий форму шара радиусом R = 0,5 м, движется по круговой орбите со скоростью v = 7,9 км/с. Давление воздуха на высоте орбиты спутника p = 0,9 Па, температура T = 270 K. Полагая, что скорость теплового движения молекул воздуха пренебрежимо мала по сравнению со скоростью спутника, найти среднее число z ̅ столкновений молекул со спутником за секунду. Постоянная Больцмана k = 1,38∙10^-23 Дж/K.

Вертикально расположенный цилиндрический сосуд, закрытый подвижным поршнем массой M = 2 кг, содержит идеальный газ при температуре T₁ = 300 K. На поршень помещают тело массой m = 100 г и нагревают газ так, чтобы поршень занял первоначальное положение. Найти температуру T₂ нагретого газа. Атмосферное давление не учитывать.

В лифте, движущемся с ускорением a = 5 м/c², направленным вверх, находится цилиндрический сосуд, закрытый поршнем массой m= 20 кг и площадью S = 100 cм². Под поршнем находится идеальный газ. Поршень расположен на расстоянии h = 22 см от дна сосуда. Определить, на какую величину Δh переместится поршень, если лифт будет двигаться с тем же по модулю ускорением, направленным вниз. Температура газа не изменяется. Атмосферное давление p₀ = 10⁵ Па, ускорение свободного падения принять равным g = 10 м/c². Трением поршня о стенки сосуда пренебречь.

Газ, для которого γ = с_P/c_V = 4/3, находится под давлением p = 2∙10⁵ Па и занимает объём V₁ = 2 л. В результате изобарического нагревания объём увеличился в 2 раза. Определить количество теплоты, переданное газу.

Какую минимальную мощность должен потреблять мотор морозильника, работающего по циклу Карно, в камере которого поддерживается температура t₁ = -23 °C, если в нее через стенки поступает количество теплоты, равное q = 0,1 МДж за время τ = 1 ч? Температура радиатора морозильника равна t₁ = 57 °C, а КПД мотора равен η = 0,8.

В лифте, движущемся с ускорением a = 5 м/с², направленным вверх, находится вертикальный цилиндрический сосуд с идеальным газом. Сосуд закрыт поршнем массой M = 20 кг и площадью S = 100 см². Расстояние от дна сосуда до поршня h = 22 см. На какое расстояние Δh переместится поршень, если лифт будет двигаться с тем же по модулю ускорением направленным вниз? Температура газа не изменяется, атмосферное давление p₀ = 10⁵ Па. Трением поршня о стенки сосуда пренебречь Ускорение свободного падения g = 10 м/с².

Вычислить энергию теплового движения 40 г кислорода при температуре 47 °C. Какую часть этой энергии составляет энергия поступательного движения молекул?

Над идеальным одноатомным газом проводят процесс, изображенный на рисунке. Найти работу A, совершаемую газом в этом процессе, если на участке 2-3 газ получает количество теплоты Q₂₃ = 200 Дж. Объем газа в точках 2 и 4 один и тот же, давление газа в точке 2 в два раза больше давления газа в точке 1.

Идеальный газ находится в однородном поле тяжести Земли. Молярная масса газа М = 29·10^-3 кг/моль. Абсолютная температура газа меняется с высотой h по закону T(h) = T₀∙(l + a∙h). Найти давление газа p на высоте h. На высоте h = 0 давление газа p₀ = 10⁵ Па.
T₀ = 300 К, a = 10^-5 м^--1, h = 400 м.