Задачи к первому тесту

52

Задачи к тесту 1

1. (1.2) Определите число N атомов в 1 кг водорода и массу одного атома водорода.

2. (1.3) В закрытом сосуде вместимостью 20 л находятся водород массой 6 г и гелий массой 12 г. Определите: 1) давление; 2) молярную массу газовой смеси в сосуде, если температура смеси Т = 300 К.

3. (2.5) В баллоне вместимостью 15 л находится азот под давлением 100 кПа при температуре t₁ = 27C. После того как из баллона выпустили азот массой 14г, температура газа стала равной t₂ = 17C. Определите давление азота, оставшегося в баллоне.

4. (2.7) Азот массой 7 г находится под давлением p = 0,1 Мпа и температуре Т₁ = 290 К. Вследствие изобарного нагревания азот занял объем V₂ = 10 л. Определите: 1) объем V₁ газа до расширения; 2) температуру Т₂ газа после расширения; 3) плотность газа до и после расширения.

5. (2.8) В сосуде вместимостью 1 л при нормальных условиях находится кислород массой 1 г. Определите концентрацию молекул кислорода в сосуде.

6. (2.9) В сосуде вместимостью 5 л при нормальных условиях находится азот. Определите: 1) количество вещества ; 2) массу азота; 3) концентрацию n его молекул в сосуде.

7. (2.10) Средняя квадратичная скорость некоторого газа при нормальных условиях равна 480 м/с. Сколько молекул содержит 1 г этого газа?

8. (2.13) Определите наиболее вероятную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 40кПа составляет 0,35 кг/м³.

9. (2.142) Определите среднюю кинетическую энергию <W_k> поступательного движения молекул газа, находящегося под давлением 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна 10¹³ см^-3.10. (2.15) Определите: 1) наиболее вероятную _в; 2) среднюю арифметическую <v>; 3) среднюю квадратичную <v_кв> скорость молекул азота (N₂) при 27C.

11. (2.25) На какой высоте давление воздуха составляет 60% от давления на уровне моря? Считайте, что температура воздуха везде одинакова и равна 10С.

12. (2.26) Каково давление воздуха в шахте на глубине 1 км, если считать, что температура по всей высоте постоянная и равна 22С, а ускорение свободного падения не зависит от высоты? Давление воздуха у поверхности Земли примите равным p₀.

13. (2.30) Определите среднюю длину свободного пробега <l> молекул кислорода, находящегося при температуре 0С, если среднее число<z> столкновений, испытываемых молекулой в 1 с. равно 3,7*10⁹.

14. (2.31) При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода равна 2,5 см, если температура газа равна 67С? Диаметр молекулы водорода примите равным 0,28 нм.

Тест 2

15. (2.46) Азот массой m = 10г находится при температуре Т = 290 К. Определите: 1) среднюю кинетическую энергию одной молекулы азота; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул азота. Газ считайте идеальным.

16. (2.47) Кислород массой m = 1 кг находится при температуре Т = 320 К. Определите: 1) внутреннюю энергию молекул кислорода; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул кислорода. Газ считайте идеальным.

17. (2.48) В закрытом сосуде находится смесь азота массой m₁ =56 г и кислорода массой m₂ =64 г. Определите изменение внутренней энергии этой смеси, если ее охладили на 20C.

18. (2.49) Считая азот идеальным газом, определите его удельную теплоемкость для изобарного процесса.

19. (2.50) Определите удельные теплоемкости c_v и c_p, если известно, что некоторый газ при нормальных условиях имеет удельный объем 0,7 м³/кг. Что это за газ?

20. (2.54) Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 МПа при температуре 290 К. После нагревания давление в сосуде повысилось в 4 раза. Определите: 1) объем сосуда; 2) температуру, до которой газ нагрели; 3) количество теплоты, сообщенное газу.

21. (2.56) Двухатомный идеальный газ ( = 2 моль) нагревают при постоянном объеме до температуры 289К. Определите количество теплоты, которое необходимо сообщить газу, чтобы увеличить его давление в n = 3 раза.

22. (2.60) Некоторый газ массой m = 5 г расширяется изотермически от объема V₁ до объема V₂=2V_1. Работа расширения А =1 кДж. Определите среднюю квадратичную скорость молекул газа.

23. (2.61) Азот массой m = 14 г сжимают изотермически при температуре Т = 300К от давления p₁ =100 кПа. Определите: 1) изменение внутренней энергии газа; 2) работу сжатия; 3) количество выделившейся теплоты.

24. (2.64) Работа расширения некоторого двухатомного идеального газа составляет А = 2 кДж. Определите количество подведенной к газу теплоты, если процесс протекал: 1) изотермически; 2) изобарно.

25. (2.77) Идеальный газ совершает цикл Карно, термический КПД которого равен 0,4. Определите работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического расширения составляет 400 Дж.

26. (2.78) Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя , холодильника . Работа изотермического расширения газа составляет 2 кДж. Определите: 1) термический КПД цикла; 2) количество теплоты, отданное газам при изотермическом сжатии холодильнику.

27. (2.80) Во сколько раз необходимо увеличить объем (v=5 моль) идеального газа при изотермическом расширении, если его энтропия увеличилась на S = 57,6 Дж/К

28. (2.81) При нагревании двухатомного идеального газа (v=3 моль) его термодинамическая температура увеличилась в два раза. Определить изменение энтропии если нагревание происходит

1) изохорно 2) изобарно

Тест 3

28. (2.112) Используя закон Дюлонга и Пти, определить удельную теплоемкость: 1) натрия; 2) алюминия. .

29. (2.113) Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определить, во сколько раз удельная теплоемкость железа больше удельной теплоемкости золота. .

30. (2.114) Для нагревания металлического шарика массой 10 г от 20 до 50С затратили количество теплоты, равное 62,8 Дж. Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определить материал шарика.

31. (7.1) Определить массу нейтрального атома хрома .

32.(7.3) Определить, какую часть массы нейтрального атома составляет масса его электронной оболочки.

33. (7.4) Определить число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов бора:

1) ; 2) ; 3) .

34. (7.5) Определить число протонов и нейтронов, входящих в состав ядер трех изотопов кислорода: 1) ; 2) ; 3)

35. (7.6) Определить, пользуясь таблицей Менделеева, число нейтронов и протонов в атомах платины и урана .

36. (7.7) Определить зарядовые числа ядер, массовые числа и символы ядер, которые получатся, если в ядрах нейтроны заменить протонами. а протоны - нейтронами.

37.(7.11) Определите, какая энергия в электрон-вольтах соответствует дефекту массы .

38.(7.12) Определить энергию связи ядра гелия Масса нейтрального атома гелия равна

39.(7.29) Определите, какая часть начального количества радиоактивного изотопа распадется за время t, равное двум периодам полураспада T_1/2.

40.(7.74) При столкновении позитрона и электрона происходит их аннигиляция, в процессе которой электронно-позитронная пара превращается в два -кванта, а энергия пары переходит в энергию фотонов. Определите энергию каждого из возникших фотонов, принимая, что кинетическая энергия электрона и позитрона до из столкновения пренебрежимо мала.