1.1. Какой круговой процесс называется равновесным и обратимым?
2.1. Определить давление и температуру воздуха при совершении цикла Карно в точках пересечения изотерм и адиабат, если максимальное давление и объем равны Р 1 = 1 МПа и V 3 = 6 м3, минимальные Р 3 = 0,1 МПа и V 1 = 1 м3. Масса воздуха m = 10 кг, показатель адиабаты g = 1,4.
Ответ: Т 1 = Т 2 = 349 К; Р 2 = 5,95×105 Па; V 2 = 1,68 м3;
Т 3 = Т 4 = 210 К; Р 4 = 1,67×105 Па; V 4 = 3,59 м3.
3.1. Мощность паровой машины 10 кВт, объем цилиндра 4 л, объем V 0 = 1 л, объем V 1 = 3 л. Давление пара в котле Р 1 = 1 МПа, в холодильнике Р 0 = = 0,1 МПа. Найти число циклов, которые делает машина за 1 с, если показатель адиабаты g = 1,3.
Ответ: 4 цикла.
4.1. Один моль двухатомного газа совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Найти КПД цикла, если газ, занимающий объем 10 л при давлении Р 1 = 105 Па, увеличил эти параметры вдвое.
Ответ: h = 0,1.
ЭНТРОПИЯ
1.1. Какими независимыми величинами характеризуется микросостояние системы?
2.1. Найдите статистический вес наиболее вероятного распределения 6 одинаковых молекул по двум одинаковым половинам сосуда.
|
|
Ответ: 20.
3.1. Во сколько раз следует изотермически увеличить объем, занимаемый 4 молями газа, чтобы его энтропия увеличилась на 23 Дж/К?
Ответ: 2.
4.1. Мотор сообщает 1 Дж механической энергии холодильнику, поглощающему тепло из морозильной камеры при температуре –20 ºС и передающему его окружающему воздуху,имеющему температуру 15 ºС. Определите изменение энтропии морозильной камеры, считая, что холодильник работает по обратному циклу Карно.
Ответ: -28,57 мДж/К.
РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ЖИДКОСТИ
А. Реальные газы
1.1. Что называется реальным газом?
2.1. Определить давление ван-дер-ваальсовского водорода при температуре 0 °С, если молярный объем равен 0,5 м3.
Ответ: 22,8×105 Па.
3.1. 1 киломоль гелия занимает объем V = 0,237 м3 при температуре Т = 73 К. Найдите давление газа.
Ответ: Р = 2,7×106 Па.
Б. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Явления капиллярности и смачивания. Испарение и кипение жидкостей
1.1. Когда возникает жидкое состояние вещества?
2.1. Найти дополнительное (лапласовское) давление, создаваемое поверхностью находящегося под водой пузырька воздуха диаметром 18 мм; мыльного пузыря диаметром 20 мм.
Ответ: 16 Па; 16 Па.
3.1. В отростке сосуда, закрытого поршнем, находится некоторая масса воды в равновесии с насыщенным паром. Диаметр сосуда и отростка D = 5 см и d = = 2 мм. Поддерживая температуру равной t = 20 °С, поршень опускают на высоту Н = 10 см; уровень воды в отростке при этом повышается на высоту h = 1 мм (см. рисунок). Определить давление насыщенного пара воды при t = 20 °С.
Ответ: Р = 2,13×103 Па.
|
|
Вариант № 2.
ДАВЛЕНИЕ ГАЗА. ТЕМПЕРАТУРА И СРЕДНЯЯ ЭНЕРГИЯ
ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ.