Домашняя контрольная работа №7 по физике часть IV

«УТВЕРЖДАЮ»

зав. кафедрой ИТ-3

проф., д.ф.-м.н. Беланов А.С.

«25» ноября 2006 г.

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №7 ПО ФИЗИКЕ

ЧАСТЬ IV

(Указания к выполнению и варианты заданий)

Указания к выполнению и выбору варианта задания

1. Домашняя контрольная работа состоит из 10 задач.

2. Домашняя контрольная работа выполняется в отдельной тетради.

3. На обложке тетради укажите номер группы, факультет, номер студенческого билета и ФИО студента.

4. Вариант задания соответствует последней цифре номера студенческого билета.

5. Номера задач для каждого из вариантов приведены в следующей таблице.

1. Каждую задачу оформите следующим образом:

   1. Запишите условие задачи с переводом всех величин в СИ.

   2. Выпишите все необходимые закономерности, относящиеся к данной задаче (если необходимо, сначала в векторной, а затем в скалярной форме).

   3. Окончательный результат выделите в виде ответа.

Условия задач можно получить в электронном виде на кафедре физики.

Задачи для домашней контрольной работы по физике №7, Часть Iv

1. Сколько молекул содержится в 0,4кг гелия (Не) (молярная масса гелия 4*10^-3 кг/моль)?

2. Сколько молекул содержится в 0,6кг окиси азота (NO) (молярная масса окиси азота 3*10^-2 кг/моль)?

3. Сколько молекул содержится в 1кг водорода (H₂) (молярная масса водорода 2*10^-3 кг/моль)?

4. Сколько молекул содержится в 1кг водяного пара (H₂O) (молярная масса воды 1,8*10^-2 кг/моль)?

5. Сколько молекул содержится в 0,2кг азота (N₂) (молярная масса азота 2,8*10^-2 кг/моль)?

6. Определить число молекул при нормальных условиях (P₀ = 100кПа; Т₀ = 273К) в 1м³ водорода (H­₂) (плотность 0,09 кг/м³)?

7. Определить число молекул при нормальных условиях (P₀ = 100кПа; Т₀ = 273К) в 1м³ гелия (Hе) (плотность 0,18 кг/м³)?

8. Определить число молекул при нормальных условиях (P₀ = 100кПа; Т₀ = 273К) в 1м³ азота (N­₂) (плотность 1,25 кг/м³)?

9. Определить число молекул при нормальных условиях (P₀ = 100кПа; Т₀ = 273К) в 1м³ кислорода (O­₂) (плотность 1,43 кг/м³)?

10. Определить число молекул при нормальных условиях (P₀ = 100кПа; Т₀ = 273К) в 1м³ углекислого газа (CO­₂) (плотность 1,98 кг/м³)?

11. Определить число молекул водорода в 1 м³, если давление равно 26,6кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул 2400м/с.

12. Какое давление на стенки сосуда производит кислород, если средняя квадратичная скорость его молекул 400м/с, а число молекул в 1см³ равно 2,7*10¹⁹?

13. Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса газа 3г, объем 0,5л, а средняя квадратичная скорость его молекул 500м/с.

14. Определить давление газа на стенки сосуда, если его плотность равна 0,01 кг/м³, а средняя квадратичная скорость молекул 480м/с.

15. Найти внутреннюю энергию кислорода массой 2кг при температуре 320К.

16. Найти энергию вращательного движения одной молекулы углекислого газа при температуре 400К.

17. Найти энергию вращательного движения одной молекулы гелия при температуре 400К.

18. Двухатомный газ, имеющий массу 1кг и плотность 4 кг/м³, находится под давлением 80кПа. Найти внутреннюю энергию газа при этих условиях.

19. Найти внутреннюю энергию двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом 2л подавлением 150кПа.

20. Найти энергию поступательного движения молекул азота массой 2кг при температуре 14С.

21. Найти энергию вращательного движения молекул азота массой 1кг при температуре 7С.

22. Найти энергию вращательного движения молекул кислорода массой 30г при температуре 30С.

23. Найти энергию поступательного движения молекул кислорода массой 40г при температуре 20С.

24. Найти внутреннюю энергию кислорода массой 40г и температуре 10С.

25. найти плотность воздуха при давлении 10⁵Па и температуре 0С.

26. при уменьшении объема газа в 2 раза давление увеличилось на 120кПа и абсолютная температура возросла на 10%. Каким было первоначальное давление?

Задачи для домашней контрольной работы по физике №7, Часть Iv

1. В баллоне содержится газ при температуре 100С. До какой температуры нужно нагреть этот газ, чтобы его давление увеличилось в два раза?

2. В баллоне вместимостью 25л находится водород при температуре 260К. После того, как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 0,4МПа. Определить массу израсходованного водорода.

3. Из баллона со сжатым водородом емкостью 10л вследствие неисправности вентиля утекает газ. При температуре 70С манометр показывал 5*10⁶ Па. Через некоторое время при температуре 17С манометр показывает такое же давление. Сколько утекло газа?

4. Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем упало на 40%, а абсолютная температура –– на 20%. Какую часть газа выпустили?

5. Два сосуда, содержащие один и тот же газ, соединены трубкой с краном. Объемы сосудов V₁ и V₂, а давление в них P₁ и P₂ . Каким будет давление газа после открытия крана соединительной трубки (температура газа постоянна).

6. Когда объем, занимаемый газом, уменьшили на 10%, а температуру увеличили на 16С, его давление возросло на 20%. Какова начальная температура газа?

7. Открытый сосуд нагрет до температуры 450С. Какая часть массы воздуха осталась в нем по сравнению с тем количеством, какое в нем было при температуре 27С. Расширением сосуда пренебречь.

8. В цилиндр длиной 1,6м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении начали медленно вдвигать поршень площадью 200 см². Определить силу, которая будет действовать на поршень, если его остановить на расстоянии 10см от дна сосуда?

9. Два сосуда с объемами 40л и 20л содержат газ при одинаковой температуре, но равных давлениях. После соединения в них установилось давление 1МПа. Каково было начальное давление в большом сосуде, если в меньшем оно было 600кПа. Температура не меняется.

10. Пузырек воздуха поднимается ср дна водоема глубиной Н. Найти зависимость радиуса пузырька r от глубины его местонахождения в данный момент времени, если его объем на дне водоема равен V₀.

11. В вертикально поставленный цилиндр с площадью основания 40см² вставлен поршень, под которым находится столб воздуха высотой 60см. Насколько опустился поршень, если на него поставить гири общей массой 10кг. Масса поршня 2кг, атмосферное давление нормальное. Температура постоянна.

12. В сосуде газ находится под давлением 0,6Мпа. Какое установится давление, если из сосуда выпустить 3/8 содержащегося там газа? Температуру считать постоянной.

13. Пузырек воздуха поднимается со дна водоема глубиной Н. Его объем у поверхности водоема равен V₀. Найти объем пузырька на дне водоема.

14. При нагревании двухатомного идеального газа ( = 2 моль) его термодинамическая температура увеличилась в 2 раза. Определить изменение энтропии, если нагревание происходит 1) изохорно, 2) изобарно.

15. Азот массой 28г адиабатически расширили в 2 раза. Определить изменение энтропии газа.

16. Азот массой 56г адиабатически сжали в 2 раза. Определить изменение энтропии газа.

17. Кислород массой 2кг увеличил свой объем в 5 раз. Один раз изотермически, другой раз адиабатно. Найти изменение энтропии в каждом из указанных процессов.

18. Водород массой 100г был изобарно нагрет так, что объем его увеличился в 3 раза, затем водород был изохорно охлажден так, что давление его уменьшилось в 3 раза. найти изменение энтропии в ходе указанных процессов.

Задачи для домашней контрольной работы по физике №7, Часть Iv

1. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 470К, температура охладителя 280К. При изотермическом расширении газ совершает работу 100Дж. Определить термический КПД цикла, а также количество теплоты, которое газ отдает охладителю при изотермическом сжатии.

2. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в 4 раза выше температуры холодильника. Какую долю количества теплоты, получаемую за один цикл от нагревателя, газ отдает холодильнику?

3. Найдите КПД цикла, если известно, что максимальная и минимальная температуры в цикле отличаются в 4 раза. Рабочее тело – идеальный одноатомный газ.

4. Идеальный одноатомный газ участвует в цикле Карно. Известно, что работа, совершаемая в цикле в 9 раз меньше количества теплоты, отдаваемого газом. Чему равен КПД цикла?

5. Идеальный одноатомный газ занимал объем 1м³ и находился под давлением 2*10⁵Па. газ был сначала нагрет при постоянном давлении до объема 3м³, а затем при постоянном объеме до давления 5*10⁵Па. Найти количество теплоты, переданное газу.

6. Воздух, занимавший объем 10л при давлении 10⁵Па был адиабатно сжат до объема 1л. Под каким давлением находится воздух после сжатия?