Термодинамика и молекулярная физика

  Поршневым воздушным насосом откачивают сосуд объёмом V.За один цикл (ход поршня) насос захватывает объём "дельта"V. Через сколько циклов давление в сосуде уменьшится в n раз? Процесс считать изотермическим,газ-идеальным. Решение задачи

  Под массивным поршнем, способным без трения перемещаться в цилиндрическом сосуде, находится идеальный газ. Если на поршень поставить гирю массой кг, то объём газа под поршнем уменьшится в n=1.6 раза. Гирю какой массы m2 необходимо добавить к первой, чтобы объём газа уменьшился еще в k=230 раз? Процесс сжатия считать изометрическим. Решение задачи

  Один моль идеального одноатомного газа находится в сосуде при Т0=300К. Как и во сколько раз изменится статистический вес газа при нагревании при постоянном объеме на DТ=1 К?. Решение задачи

  Сравнить количество тепла Q1, которое необходимо подвести к кристаллу кремня, чтобы изменить его температуру на dT=100К при нагревании его от первоначальной температуры T1=10К с теплом Q2, необходимым для нагревания этого кристалла от t2=500'C до t3=600'C. Характеристическая температура кремня тета=658К Решение задачи

  Газ, занимающий объем 0,390м3 при давлении 1,55х10^5 Па, изотермически расширяется так, что его объем увеличивается в 10 раз, а затем его изохорически нагревают. Пока его давление не станет равным первоначальному. В обоих процессах газу сообщают количество теплоты. равное 1,50х10^6Дж. Изобразить процесс графически в координатах p, V. Найти изменение энтропии газа и число степеней свободы молекулы. Решение задачи

  Во сколько раз в двухатомном газе уменьшиться число столкновений, испытываемых молекул, если объем газа адиабатически увеличить в 2 раза. Решение задачи

  Автомобильная шина накачена до давления p1=220 кПа при температуре Т1=290 К. Во время движения она нагрелась до температуры Т2=330 К и лопнула.Считая процесс, происходящий после повреждения шины, адиабатным, орпеделить изменение температуры дельтаТ вышедшего из нее воздуха. Внешнее давление р0 воздуха равно 100кПа. Решение задачи

  Какова плотность воздуха при атмосферном давлении Р = 10^5 Па, температуре t = 100°С и относительной влажности Л = 30% ? Решение задачи

  Найти температуру полностью ионизованной водородной плазмы плотностью р=0,10 г/см3 при которой давление теплового излучения равно газокинетическому давлению частиц плазмы. Иметь в виду, что давление теплового излучения р=u/3, где u — объемная плотность энергии излучения, и что при высоких температурах вещества подчиняются уравнению состояния идеальных газов. Решение задачи

  Какую максимальную работу может произвести тепловая машина, если в качестве нагревателя используется кусок железа массы m=100кг с начальной температурой T10=1500К, а в качестве холодильника - вода океана с температурой T2=285К. Решение задачи

  Идеальный газ совершает цикл, состоящий из: а) изохоры, адиабаты и изотермы; б) изобары, адиабаты и изотермы, причем изотермический процесс происходит при минимальной температуре цикла. Найти кпд каждого цикла, если температура T в его пределах изменяется в n раз. Решение задачи

  В длинной закрытой трубке между двумя поршнями массой m каждый находится 1 моль идеального одноатомного газа, масса которого много меньше массы поршней. В остальном пространстве трубки - вакуум. В начальный момент правый поршень имеет скорость v, а левый - 3v . Найти максимальную температуру Т газа, если стенки трубки и поршни теплонепроницаемы. Температура газа в начальный момент равна Т0. Трением пренебречь. Какова будет температура газа, если поршни будут двигаться с теми же скоростями навстречу друг другу? Решение задачи

  Давление кислорода 5 МПа, его плотность 100 кг/м3. Найти температуру кислорода, считая его реальным газом. Критические параметры Ткр=154К, Ркр=5,07МПа. Решение задачи

  Найти давление насыщенного пара как функцию температуры, если при температуре Т0 его давление ро. Считать, что: удельная теплота парообразования q не зависит от Т, удельный объем жидкости пренебрежимо мал по сравнению с удельным объемом пара, насыщенный пар подчиняется уравнению состояния идеального газа. При каких условиях эти упрощения допустимы? Решение задачи

  В теплоизолированном цилиндре под невесомым поршнем находится один грамм насыщенного водяного пара. Наружное давление нормальное. В цилиндр ввели m=1.0г воды при температуре t0=22 градС. Пренебрегая теплоемкостью цилиндра и трением, нати работу, которую произвела сила атмосферного давления при опускании поршня. Решение задачи

  Трехатомный газ совершает цикл Карно. Найди какое давление приобретет газ в конце адиабатического сжатия, если в начале было давление 20 НПд и во время цикла газ из каждых двух килоджоулей энергии 1,47 кДж газ отдает холодильнику. Найти так же во сколько раз уменьшится объем газа в процессе адиабатического расширения. Решение задачи

  Определить скорость v истечения гелия из теплоизолированного сосуда в вакуум через малое оперстие. Считать, что при этом условии скорость потока газа в сосуде пренебрежимо нала. Температура гелия в сосуде T=1000 К. Решение задачи

  В сосуде объемом V=5л находится азот массой m=1,4г при температуре T=1800К. Найти давление газа, имея ввиду, что при этой температуре n=30% молекул диссоциировано на атомы. Решение задачи

  В латунном сосуде массой 200 г находится 1 кг льда при температуре -10 °С. В сосуд впускают 200 г пара при температуре 110 °С. Какова температура установится в сосуде? Удельная теплоемкость пара в интервале температур (100 -110) С равна 1670Дж/кг°С. Решение задачи

  Рабочим телом идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, является идеальный газ . Исходное состояние его соответствует параметрам Ph ,Vh ,Th .Объём газа после изотермического расширения V2 =aVh ,после адиабатического расширения - V3 =bVh. Газ – аргон. Th = 400 k. Ph = 1,2*10-5 Па Vh = 4 литра a=2,5 b =1,8 Определить 1.)Количество молекул, находящихся в сосуде. 2.)Характерные скорости молекул в исходном состоянии и после адиабатического расширения . 3.)Энергию теплового движения молекул газа. 4.)Среднюю энергию одной молекулы, энергию её поступательного движения ( при температуре Th). 5.)Теплоёмкости газа при постоянном объёме и постоянном давлении . 6.)Давление, температуру и объём газа в состоянии 2, 3, 4. 7.) Изменение внутренней энергии газа в каждом процессе и за цикл. 8.)Работу, совершённую газом за цикл и в каждом процессе. 9.)Количество теплоты, полученное газом от нагревателя и отданное холодильнику. 10.) КПД цикла как отношение совершенной работы к полученной энергии. 11.) Изменение энтропии газа в каждом процессе и за весь цикл. Получить формулу КПД идеальной тепловой машины и вычислить по ней КПД цикла. 12.)Построить диаграмму данного цикла (в масштабе) в координатах (P, V). 13.)Определить значение коэффициентов диффузии, теплопроводности и вязкости данного газа в нормальных условиях и в исходном состоянии. Решение задачи

  Идеальный газ, находившийся в некотором состоянии, адиабатически расширили до объема V. Одинаково ли будет установившееся давление газа в конечном состоянии, если процесс: а)обратимый; б)необратимый? Решение задачи

  Определить, во сколько раз увеличился объем идеального двухатомного газа при адиабатическом расширении, если при этом температура уменьшилась на DТ = 65 К. Начальная температура газа Т = 435 К. Решение задачи

  Некоторый газ находится в равновесном состоянии. Какая доля молекул газа обладает скоростями, отлиными от наиболее вероятной скорости не более чем на 1%? Решение задачи