3.Сколько молей и сколько молекул газа находится в емкости 240 см3 , если температура газа 20ºСи давление 0,5·105 Па?
Вариант 9
1.Определить плотность смеси 4 г водорода и 32 г кислорода при температуре 7ºС и давлении 100 кПа.
2.До какой температуры при нормальном давлении можно нагреть кислород, чтобы его плотность стала равна плотности азота при нормальных условиях.
3.Азот массой 7 г находится под давлением 0,1 МПа и при температуре 290 К. Вследствие изобарного нагрева азот занял объем 10 л. Определить объем газа до расширения.
Тема занятия: Энергия и скорости молекул Вариант 1
1.В сосуде объемом 1000 см3 находится 10 г азота под давлением 9,7 ·104 Па. Найти среднюю квадратичную скорость молекул.
2.При какой температуре средняя энергия теплового движения молекул аргона будет в 3 раза больше, чем средняя энергия вращательного движения молекулы метана при нормальных условиях?
3.Рассчитайте среднюю квадратичную, наиболее вероятную и среднюю арифметическую скорости молекул воздуха при температуре 17ºС. Молярная масса воздух 0,029 кг/моль.
Вариант 2
1.1 кг двухатомного газа находится под давлением 80 кПа и имеет плотность 4 кг/м3? Найти энергию теплового движения молекул газа в этих условиях.
2.Найти среднюю квадратичную скорость молекул
углекислого газа, а также плотность при 37ºС и давлении
1,013·105Па.
3.Определить наиболее вероятную скорость молекул газа,
плотность которого при давлении 40 кПа составляет
0,35 кг/м3.
Вариант 3
1.Найти полную кинетическую энергию моля аммиака NH3, а также кинетическую энергию вращательного движения
30
одной молекулы аммиака при температуре 27ºС.
2.Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа при нормальных условиях равна 480 м/с. Сколько молекул содержит 1 г этого газа?
3.Определить среднюю квадратичную и наиболее вероятную скорости молекул кислорода при 47ºС.
Вариант 4
1.Найти число молекул водорода в 1см3, если давление газа равно 0,26·105 Па, а средняя квадратичная скорость молекул при данных условиях равна 2400 м/с.
2.Газ занимает объем 1 л под давлением 2 кПа. Определить кинетическую энергию поступательного движения всех молекул, находящихся в данном объеме.
3.Какова наиболее вероятная скорость молекулы водорода при температуре 400 К?
Вариант 5
1.Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы двухатомного газа, если суммарная кинетическая энергия молекул одного киломоля этого газа равна 3,01 МДж.
2.Внутренняя энергия некоторого количества азота при температуре 20ºСравна 4·103 Дж. Определить массу газа.
3.Определить наиболее вероятную и среднюю арифметическую скорость молекул азота при температуре
100ºС.
Вариант 6
1.В сосуде объемом 200 см3 содержится 40 г неона при давлении 20 кПа. Определить концентрацию атомов неона и среднюю кинетическую энергию одного атома.
2.Какое число молекул двухатомного газа занимает объем 10 см3 при давлении 5,32 кПа и температуре 27ºС? Какой суммарной энергией теплового движения обладают эти молекулы?
3.Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул водорода больше средней квадратичной скорости молекул кислорода при одной и той же температуре?
31
Вариант 7
1.Сколько молекул кислорода содержится в сосуде объемом 10 см3, если при тепловом хаотическом движении со средней скоростью 400 м/с они производят на стенки сосуда давление1 кПа?
2.Какой кинетической энергией обладает углекислый газ (СО2) в объёме 5 л при давлении 0,25·105 Па. Какая часть энергии приходится на долю энергии вращательного движения?
3.При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул азота больше их наиболее вероятной скорости на
150 м/с.
Вариант 8
1. Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул газа, находящегося под
давлением 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна
1013 см-3.
2.Найти число молекул водорода в одном 1 см3 , если давление равно 0,266 МПа, а средняя квадратичная скорость при данных условиях равна 1400 м/с.
3.Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа
равна 500 м/с. Под каким давлением находится газ, если его плотность 0,0006 г/см3?
Вариант 9
1.Газ занимает объем 4 л под давлением 500 Па. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения молекул.
2.При какой температуре средняя квадратичная скорость атомов гелия станет равной второй космической скорости v = 11,2 км/с?
3.В сосуде объёмом 5 л находится водород под давлением 1 атм и при температуре 300 К. Найти число молекул газа, скорости которых отличаются от наиболее вероятной скорости не более чем на 5 м/с (Δv = 10 м/с).
32
Тема занятия: Термодинамика Вариант 1
1.Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости 10,4 кДж/(кг · К) и 14,6 кДж/(кг · К).
2.Водород массой 40 г, имевший температуру 300 К, адиабатически расширился, увеличивая объем в 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в 2 раза. Определить полную работу, совершённую газом.
3.Тепловая машина, работающая по циклу Карно, имеет температуру нагревателя 327°С и температуру холодильника 227°С. Во сколько раз нужно увеличить термодинамическую температуру нагревателя, чтобы к.п.д. машины увеличить в два раза?
Вариант 2
1.Вычислить удельные теплоемкости ср и сv двухатомного газа, плотность которого при нормальных условиях равна
1,8 г/см3.
2.Десять грамм кислорода находятся под давлением 3·105 Па при температуре 10°С. После нагревания при постоянном давлении газ занял объем в 10 л. Найти количество теплоты, полученное газом.
3.Тепловая машина работает по циклу Карно. Определить
к.п.д. цикла, если известно, что за один цикл была произведена работа 3·103 Дж, и холодильнику было передано 1,35·104 Дж теплоты.
Вариант 3
1.Определить, во сколько раз показатель адиабаты для гелия больше, чем для углекислого газа.
2.В закрытом сосуде объемом 10 л находится воздух под давлением 104 Па. Какое количество теплоты надо сообщить воздуху, чтобы повысить давлением в сосуде в 5 раз?
3.Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70% количества теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя, равно 5 кДж. Определить 1)к.п.д. цикла; 2)работу, совершенную при полном цикле.
33
Вариант 4
1.Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях 1,43 кг/м3. Найти удельные теплоемкости этого газа при постоянном объеме и давлении(ср и сv).
2.При изобарном расширении двухатомного газа была совершена работа в 160 кДж. Какое количество теплоты было сообщено газу?
3.Идеальная машина Карно за цикл получает от нагревания количество теплоты 2,512 кДж. Температура нагревателя 400 К, температура холодильника 300 К. Найти работу, совершаемую машиной за один цикл, и количество теплоты, отдаваемое холодильнику за один цикл.
Вариант 5
1. Найти удельные теплоемкости ср и сv для некоторого газа, если известно, что молярная масса этого газа равна 30·10-3 кг/моль и отношение ср/сv=1,4.
2.Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет 2 кДж. Определить количество подведённой к газу теплоты, если процесс протекал:1)изотермически; 2) изобарически.
3.Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 500 К, холодильника 300 К. Работа изотермического расширения составляет 2 кДж. Определить 1) к.п.д. цикла; 2) количество теплоты, отданное газом при изотермическом сжатии холодильнику.
Вариант 6
1.Найти отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме для аргона, кислорода и для паров воды.
2.Кислород массой 200 г занимает объем 100 л и находится под давлением 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема 300 л, а затем его давление
возросло до 500 кПа при неизменном объеме. Найти 1) изменение внутренней энергии газа; 2) совершенную им работу; 3) теплоту, переданную газу.
3.Тепловая машина работает по циклу Карно. Температура холодильника 0ºС.Какова температура нагревателя, если за
34