Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 17
Текст из файла (страница 17)
ав Удельной, теплоемкостью называют теплоемкость единицы массы вещества. л!ол!!рна!! теплосмкость идеального газа при постоянном объеме равна С = — Л, где ~. '- - шсло степеней свободы молекулы. 82 МОлекулгтРнля Физикл и твРМОдинлмикл Гл. 3 Молярная теплоемкость идеального газа при постоянном давлении равна С„ = — + 1 Л.
К задаче 9.90 2.85~. Удельные теплоемкости некоторого газа при постоянном объемен постоянном давлении равны соответственно се = = 3,14 10з Джттскг К) и ср —— . 5,23 10з Джтт(кг К). Найдите молярнуто массу газа йс 2.86~. При нагревании в постоянном объеме кислород имеет удельную тсплосмкость се = 657 Джт'(кг К). Какова удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении ср? 2.87 . В герметичном сосуде объема 1с = 5, 6 дмз содержится воздух под давлением рт = 1,0 10а Па.
Какое давление ре установится в сосуде, если воздуху сообщить количество теплоты с.,т = 1430 Дж? Молярная теплоемкость воздуха при постоянном объеме Ст, = 21 Джт'(ьтоль.К). 2.88в. В процессе расширения азота его объем увеличился на 2 %, а давление уменыпилось на 1 % . Какая часть 0 теплоты, полученной азотом, была превращена в работу? Параметры газа изменяются монотонно. 2.89 . Идеальный газ, взятый в количестве и = 1 моль„ 2 первоначально находивтпийся при нормальных условиях 1рв = = 1,013 10в Па, Тв = 273 К), переводят в состоятпте с вдвое болыпими объемом и давлением, последовательно осуществляя изобарный и изохорный про- Р цессы.
Какое количество теплоты т1тсет подведено к газу? Молярная теплоемкос:ть газа рт — — — — — — — — — — 3 т при постоянном объеме Стг = 21 Дж? (тстоль К). 2.90в. Идеальный газ, взя- 0 тый в количестве и молей, т участвует в некотором процессе, графтлк которого изображен на рисунке, и проходит последовательно состояния 1, 2, Х Найдите поглощенное газом в этом процессе количество теплоты сдст, если известны объемы т'т и Ъз и давления рт и р2.
Внутренняя энергия одного моля газа опреде:ле".на соотноптетнистм сгр = СТ. 2.91 . В вертикальном цилиндре под тяжелым поршнем на- 3 ходится кислород массы ти = 2,0 кг. Для повышения температуры кис.порода на ЬТ = 5 К ему было сооощено количество 2Д ! НЛЧЛ:!О '! ИРМОДИНЛМИКИ. ТЕ7!2!ОКУ!КОНТ!~ 83 теплоть! лэ = 9160 Дж.
Найдите удельнуло теплоемкость кислорода слэ работу А, соверптаемую им при расширении, и увеличение его внутренней энергии лл!7. Молярная масса кислорода !2 = 32 г,'моль. 2.92 . Азот нагревали при постоянном давлении. Зная, что л!асса, азота нз = 280 г, сообщенное ему количество теплоты О— = 600 Дж, а удельная теплоемкость азота при постоянном объеме с„= 745 Дж!(кг К), найдите изменение его температуры ЬТ.
2.93 . Какое количество теплоты Ц необходимо для нагре- 2 вания на ллТ вЂ” 16 К кислорода массы пт = 7, 0 г, находящегося в цилиндре под поршнем., на, котором лежит груз, если тепло- емкость одного моля кислорода. при постоянном объеме С~,. = = 21 ДжДмоль К)? 2.942. В длинном цилиндрическом сосуде, стоящем вертикально, на высоте 5 от дна висит на нити поршень массы ни отдслялощий содержащийся в цилиндре газ от атмосферы. Внутри сосуда находится нагревательный элемент. Под поршнем находится и = 1 моль газа., давление которого в начальный момент времени равно внешнему атмосферному давлению ро, а температура равна То.
Какое количество теплоть! Ц нужно подвести к газу, чтобы поршень поднялся до высоты 26? Внутренняя энергия одного моля газа, определена соотношенллел! Г„= СТ. Трением пренебречь. Стенки сосуда и поршень не теплопро- ла водны. 2.95 . В вертикальном цилиндрическом з сосуде, площадь сечения которого равна Я, " ~ " и под порп!нем л!ассы т находится газ, разделенньпй закрспл!!иной п! регородкой на два одинаковых объема (см. рисунок). Давление Р, Г . Л газа в нижней части сосуда равно р, внешнее давление ре, температура газа в обеих ча- СтяХ СОСуда раВНа Т.
На КаКОЕ раССтОяНИЕ Х К задаче 2.9З сместится поршень, если убрать перегородку? Высота каждой части сосуда?л. Внутренняя энергия одного моля газа равна ад = СТ. Стенки сосуда и поршень не проводят тепло, трением пренебречь. 2.962. Теплоизолированный сосуд разделен на две части нетеплопроводным поршнел|, который может п! ремещаться в сосуде без трения (сл!. ри- К задаче 2.96 сунок).
В левой части сосуда наход!гпя ь = 1 моль идеального одноатомного газа, в правой вакуум. Поршень соединен с правой стенкой сосуда пружиной, длина которой в свободном состоянии равна 84 мОлекул51Рнля Физикл и теРмОдинлмикл Гл. 2 длинс сосуда. Определите тсплоемкость системы С. Теплоемкостью сосуда, пружины и поршня пренебречь. 2.97 . Поршень удерживается в середине неподвижного 3'' теплоизолированного закрытого цилиндрического сосуда длины 2Т имексщего пл~щ~дь се н.ния Я. (1с.ву'ю полссвссну~ с~суд~ занимает газ, температура и давление которого равны Тс и рс, в правой половине — вакуум. Поршень соединен с правым торцом сосуда пружинсгй жесткости 1с 1см. рису.нок).
Найдите установивспуюся температуру газа Т2 после того, как поршень отпустили. Длина недеформированной пружины равна. 2Т.. Внутренняя энергия одного моля газа Г„= СТ. Трением, а также теплоемкостью цилиндра, поршня и пружины пренебречь. 2.98 . Над газом соверсссают два процесса, нагревая его из 2 однос о и того же начального состояния до одной и той жс температуры. Па р, И-диаграмме процессы изображаютгя прямыми линиями 0 1 и 0 2 1сьс. рисунок).
Опредолитс. в каком процессе газу сообщается большее количество теплоты, и на сколько ЬЦ болыпе. Значения объемов уе, Ъ"5, 'гз и давлений рв, рс и р2 известны. Рс 17 1'е К задаче 2.97 1( задаче 2.98 2.99в. Идеальный одноатомный газ., взятый в количестве и = 1 моль, переводится из начального состояния с температурой То = 300 К в состояние, в котором его температура увеличивается в пс = 3 раза, а объем уменьспается в п2 = 2 раза. Определите подведенное к газу количество теплоты,Ь(,с, если из всех путей перевода газа из начального состояния в конечное, при котором давление газа не падает ниже начального, был выбран путь, когда, над газом совершается минимальная работа.
2.8. Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Адиабатный процесс Адиабатньслс (адиабвтическилс) называют ссроссссс., происходящий в отсутствие тсплообмсна с внешней средой: бс,5 = О. 2.8 ЗАКОН СОХРЛНЕНИ51 ЭНЕРГИИ В тЕНЛОВЬ!Х НРОЦЕССЛХ 85 Для равновесного адиабатного процесса в идеальном газе справедливо уравнение Пуассона рг ' = сопв1, где у = СР/С1, —. коэффициент Пуассона (показатель адиабаты). 2.1002. Воздух в комнате объема Г = 90 ыз нагревается на ЬТ! = 10 С. Какой объем Ъ„горячей воды должен пройти при этом через радиаторы водяного отопления? Вода охлаждается на ЬТ2 = 20'С. Потери тепла составлятот у = 50%.
Удельная тсплоемкость воздуха с! = 1,0 10 Дж (кг К), плотность воздуха р = 1, 29 кг,'мз, удельная теплоемкость воды с2 = = 4, 187 кДж!'!кг К). 2.101 . Два куска льда одинаковой массы гп = 200 г при 2 температуре Т = 273 К в вакууме трут друг о друга с помощью двигателя, развивающего мощность 1э' = 10 Вт. Определите, через какое время т они раста!от. Удельная теплота плавления льда Л = 3, 35 10' Дж,'кг. 2.1022.
Какую массу гп должны иметь железные вагонные тормоза, чтобы при полной остановке вагона, идущего со скоростью и = 36 км,'ч, они нагревались бы нс более чем на ЬТ = = 100 К? Масса вагона М = 10 т. Теплосмкость железа с =- 460 ДжДкг К). 2.1032. Рабочий, забивая гвоздь массы т = 50 г в стенку, ударяет и, =- 20 рвз молотком, масса которого ЛХ = 0,5 кг. Импульс молотка непосредственно перед ударом р = 6,0 П с. На сколько КТ градусов нагреется гвоздь, если все выделившееся при ударах коли 1егтво теплеть! поп!до на еГО нагревании.
Теплоемкость железа с = 460 Дж,'кг.К. 2.104 . При адиабатном расширении и! = 1,0 кг азота газ 2 совершает работу А = 300 Дж. На сколько Ь77 уменыпается его внутренняя энергия и на сколько ЬТ понижается температура? Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме ~, = 745 Дж,'кг К. 2.1052. Некоторое количество идеального газа с двухатомными жесткими ыолекулал!и перешло адиабатно из состояния, характеризуемого параметрами Т! = 350 К, р! = 1,0 10в Па, Ъ'! = 50 дз!з в состояние с температурой Т2 = 300 К.
Какую работу А при этом совершает газ? 2.1062. Некоторое количество идеального одноатомного газа сжимают адиабатно до тех пор, пока давление газа р! пе превысит начальное ро в и = 10 раз. Затем !нз раси!нряется изотсрмически до тех пор, пока его объем не достигнет первоначального 86 мОлекул51Рнля Физикл и теРмОдинлми!сл Гл. г значениЯ. ОпРеделите отношение РгссРо конечного и начального давлений газа.
2.107 . Идеальный двухатомный газ. находившийся перво- г начально при температуре Тв = 300 К, подвергается адиабатному сжатию, в результате которого: а) объем газа уменыссается в и, = 10 раз; б) давление газа возрастает в п, = 10 раз по сравнению с первоначальным. Определите температуру газа Т в конце процесса. 2.108г. Идеальный одноатомный газ, занимающий при давлении р1 объем Им начинает адиабатно расширяться до объема Гг. Найдитс работу ЬА, совершенную газом в этом процессе.
если уравнение адиабаты может быть записано в виде рЪ" = = сопэ1, где у — известный псжазатель адиабаты. 2.109г. При адиабатном сжатии и моль одноатомного газа бсяла совершена работа ЬА. Найдите отношение и средних квадратических скоростей лсолекул этого газа в конце и начале процесса, если начальная температура газа равна Тш 2.110г. Изменение состояния и = 1 моля одноатомного идеального газа происходит по закону рГ" = сонэк Найдите изменение ЬГ внутренней энергии газа при увеличении объема в й = 2 раза для случаев: а) и, = 0; б) и = 1; в) и = 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
