Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 18
Текст из файла (страница 18)
На сальная температура газа Т =- 300 К. 2.111 . Один моль идеального одноатомного газа расширя- г ется по закону р7 з = сопэ1. При этом его начальное состояние характеризуется значениями объема г'с и давления р1. В конечном сос'тоянии объем газа равен Иг. Определите изменение внутренней энергии газа ЬГ. 2.112а.
В горизонтальном неподвижном пилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массы ЛХ, находится гслз. Газ нагревают, при этом поршень, двигаясь равноускоренно,приобретает скорость ш Найдите количество теплоты саЯ, сообщенное газу. Внутренняя энергия одного моля газа равна Г = сТ. Теплосмкостью сосуда и поршня пренебречь. Внешнее давление на поршень считайте равным нулю. 2.113з. Поршень массы ЛХ, замыкающий объем Ге с одноатомным газом при давлении ре и температуре То, толчком приобретает скорость и (слс. рису- .сс.... нок).
Оцените температуру Т и объ' Ре, Ре Те ' слс газа 5' пРи макс имальнолс сжатии. Система теплоизолирована. Теплоемкостями поршня и сосуда прене- К задаче г.113 брсчь. 2.114з. Закрытый сосуд содержит некоторое количество разреженного инертного газа — ксенона при температуре Тп = = 100 К. Сосуд движется поступательно со скоростью сс = б лсс'с. твгмодиилмичвскив циклы. кпд циклов 87 2.9 Какая температура Т установится в сосу,че, если его резко остановить? Молярная масса ксенона,?1 = 131 г1моль.
2.1152. Некоторая масса газа занимает объем г1 при давлении р1 и температуре Тм затем газ при постоянном объеме нагревшот до температуры Т2 = 2Т1. После этого происходит расширение газа при постоянном давлении до объема Ъ~ = 4Ъ~. Затем газ возвращают в начальное состояние таким образом, что во время этого процесса рр а = сопв1 (политропный процесс).
Определите показатель политропы и,. 2.1162. В горизонтально расположенной трубе могут без трения двигаться два поршня массами т1 и гп2, между которыми содержится идеальный газ в количестве и молей, имею1ций температуру Т. Поршням толчком сообщак1т скорости п~ и пв, направленные вдоль оси трубы навстречу друг другу (сап рисунок). Пайдите максимальную температуру газа Т„а е, если его масса зп « гп1, тп « ш2. Число степеней свободы молекулы газа равно г.
Система теплоизолирована и находится в вакууме. "1еплосмкостью трубы и поршней пренебречь. К задаче 2.116 К задаче 2.117 2.1172. В расположенном горизонтально цилиндре слева от закрепленного поршня находится и = 1 моль идеального газа. В правой части т1илиндра вакуум. Пружина вначале нс деформирована (см. рисунок). Цилиндр теплоизолирован. Когда поршень освободили. объем, занимаемый газом, увеличился вдвое. Во сколько раз изменятся температура Т и давление р газа? Теплоемкостями цилиндра, поршня и пружины пренебречь. Х1олекула газа обладает г степенями свободы. 2.118а. Горизонтально расположенный сосуд закрыт легким подвижным поршнем и содержит по и = 1 моль гелия и кислорода.
Внешнее давление равно нулю. Порпп."нь удерживается пружиной, длина которой в недеформированном состоянии пренебрежимо мала (см. рисунок). Какое количество теп- К задаче 2.118 лоты ЬЯ нужно сообщить газу, чтобы увеличить его темг1ературу на ЬТ = 1 К? Тсплосмкостью сосуда, пружины и поршня пренебречь. 88 МОЛЕКУЛЯРНЛЯ ФИЗИКЛ И ТЕРМОДИНЛМИКЛ ГЛ.
3 2.9. Термодинамические циклы. КПД циклов КПД тепловой 11ыпины равен А 9= (г'нагр где Щ,агр . количгттво теплоты, полученное от нагревателя за один цикл, А работа. совершенная за один цикл. КПД прямого цикла Карно Тнагр 7 хнн 5? = Тнагр 2.1191. В идеальной тепловой машине за счет каждого кплоджоуля энергии. получаемой от нагревателя, совертпастся работа А = 300 Дж. Определите КПД 5? машины и температуру Тн нагревателя, если температура холодильника Т, = 280 К.
2.120 . В ходе цикла Карно рабочее вещество получает от 1 нагревателя количество теплоты („1„= 300 кДж. Температуры нагревателя и холодильника равны соответственно Т„ = 480 К и Т = 280 1(. Определите работу А, совершаемук5 рабочим веществом за цикл, 2.1211. Двигатель внутреннего сгорания имеет 1(ПД 5? = = 28% при температуре горения топлива 5п = 927'С и при температуре отходящих газов 1з = 447'С, На какую величину Ьц КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурах нагревателя и холодильника, превьппает КПД данного двигателя? 2.1221.
Рабочее тело тепловой машины, работагощей по идеальному пиклу Карно, в каждом цикле получает от нагревателя ЬЦ = 8,4 кДж и й =- 80% из них передает холодильнику. Определите КПД 5? цикла и работу А, совершаемую лпппиной в каждом цикле. 2.1231. В каком случае КПД цикла Карно возрастет больше: при увеличении температуры нагревателя на ЬТ или при уменыпении температуры холодильника на такуго же величину? 2.124 .
Водород совершает цикл Карно. Найдите КПД цикла 5?, если при адиабатном расп1ирснии; а) объем газа увеличиваетсяя в о = 2 раза; б) давление увеличивается в о = 2 раза. 2.12ба. Найдите КПД 5? цикла., состоящего из двух изохор и двух адиабат. если в пределах цикла объем идеального газа изменяется в п = 10 раз. Рабочим вещеаством является азот. 2.126 . Один моль идеального газа находится в цилиндре в под поршнем при тел5псратуре Т1. Газ при постоянном давлении нагревают до температуры Тж затем при постоянном объеме на- 1ВРмОдинлмичкские !!иклу!. кг!д 11ик:!ОВ 89 2.9 гревают до температуры Тз.
Далее газ охлажда«от при постоянном давлении, н его объем падает при этом до первоначального зна «ения. Затем газ при постоянном объеме возврап«ак!т в начальное состояние. Какую работу совершил газ за цикл? 2.127а. График циклического процесса, происходящего с идеальным одноатомным газом, изображен на рисунке. Определите работу А, совер!пенну«о газом в этом процессе, если количество газа и = 3 моль, Т! = 400 К, Т2 = 800 К, То = 1 00 К. К задаче 2.! 28 К задаче 2.127 2.128а. График цикли изского процесса, происходящего с идеальным газом, изображен на рисунке. Температуры газа в точках 1 и Я равны Т! и Та соответственно.
Определите работу А, совершенную газом за цикл, если известно, что точки 9 и 4 лежат на одной изотсрмс. Количество газа равно и = 1 моль. 2.1202. На р, К-диаграл!ме (см. рисунок) изображены графики двух циклических процессов, которые проводят с одноатол!ным газом: 1 — 2 — 3 — 1 и 1 — 3 — 4 — 1. У какого из циклов КПД больше и во сколько раз? -«Ро "Ро Ро О «!о зио К О !'о 2!о 1!'о К задаче 2.129 К задаче 2.130 2.130 .
Определите отно!пение ««!««««2 коэффициентов полезного действия двух циклических процессов, проведенных с йо мОлекуз!55Рнля Физикл и теРмОдинлмикл гл. 3 идеальньп! одноатомным газом: 1 2 3 эд 1 (первый процесс) и 5-6-7 — 4 — 5 (второй процесс). Графики процессов представлены на рисунке. 2.131э. Один моль идеального газа, внутренняя энергия ко- 3 торого с>>, = — 71Т, сначала нагревав>т, затем охлаждают так, что 2 замкнутый пикл 1 3 3 1 на р, Ъ'-диаграых>е состоит из отрезков прямых 1 -3 и 3 — 1, параллельных осям Ор и 0$' соответственно, и изотермы й — 51 Найдите количество теплоты, отданное газом в процессе охлаждения.
Давление и объем газа в состоянии 1 равны р! и >т! соответственно, давление газа в состоянии й равно рэ. 2.132з. Один моль идеального газа совершает замкнутыи пикл, состоящий из двух изобар и двух изохор. При изобарном раси>прении объем увеличивается в два раза, при этом температура становится равной 1з = 800'С. В конпе изохорного процесса температура составляез 5з =. 700'С. Определите КПД цикла. если молярные теплоемкости газа при постоянно>! давлении и постоянном объев>е равны Ср — — 29 Дж>'(моль К), Ст = = 21 Дж,'(моль К) соответственно. 2.1334.
Тепловой двигатель мощности Х работает по циклу, состоящему пз двух изохор и двух адиабат; минимальный объем идеального газа равен г'>, максимальный . - Ъ'~. Определите расход ЛХ топлива с удельной теплотой сгорания д за время >Л 5, работы двигателя, если уравнение адиабаты для данного газа может быть записано в виде ТЪ' ' = сопв1, где "5 известный показатель адиабаты газа. 2.1344. Тепловой двигатель мощности Х работает по циклу, состояп>ему из двух пзобар и двух адиабат; максимальное и минимальное давления газа в пределах цикла отличаются в в раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
