Физика

Министерство образования и науки Российской Федерации
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики
Институт холода и биотехнологий
В.В. Курепин, В.А. Самолетов
Физика
Контрольная работа № 3
Санкт-Петербург 2012

Стоимость решения одной задачи по физике от ... руб.
Выполнены следующие задачи:

301

Микроскопическая пылинка углерода (С) обладает массой 0,100нг. Определить количество вещества и число атомов.

302

Сколько атомов ртути содержится в воздухе объёмом 1,30м3 в помещении, зараженном ртутью, при температуре 20С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре 0,133Па?

303

Какова длина ребра куба, содержащего 10^6 молекул идеального газа при нормальных условиях.

307

Сколько атомов N содержится в натрии: 1) количество вещества 1моль; 2) масса 3г?

309

В баллоне объемом 5л содержится аргон массой 20г. Определить концентрацию молекул газа

310

Сколько молекул воды содержится в стакане вместимостью 0,25л при температуре 4С.

311

Баллон вместимостью 20,0л заполнен азотом при температуре 600К. Когда часть газа была израсходована, давление в баллоне понизилось на 150кПа. Определить массу израсходованного газа. Процесс считать изотермическим

312

В одном баллоне вместимостью 15дм3 находится газ под давлением 200кПа, а в другом – тот же газ под давлением 1МПа. Баллоны, температура которых одинакова, соединены трубкой с краном. Если открыть кран, то в обоих баллонах устанавливается давление 400кПа. Какова вместимость второго баллона?

313

При давлении 200кПа и температуре 70С плотность газа 2,41кг/м3. Какова молярная масса этого газа?

314

Газ находится при температуре 20С и давлении 500кПа. Какое давление потребуется для того, чтобы увеличить плотность газа в 2 раза, если его температура будет доведена до 80С.

315

Определить массу одного моля смеси, состоящей из кислорода массой 8г и углекислого газа массой 22г.

317

Определить плотность смеси, состоящей из гелия массой 8г и аргона массой 4г, при температуре 17С и давлении 100кПа.

318

В баллоне вместимостью V=20л находится аргон(Ar) под давлением р1=800кПа и при температуре Т1=300К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до р2=400 кПа, а температура – Т2=250К. Определить массу m аргона, взятого из баллона.

320

Определить плотность р водяного пара(H2O), находящегося под давлением р=5 кПа и имеющегося температуру Т=350К.

321

Определить внутреннюю энергию кислорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы этого газа при температуре 600К, если количество вещества этого газа равно 0,500 моль. Энергию колебательного движения не учитывать.

322

Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде объёмом 10,0л под давлением 600кПа.

323

Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул газа, находящегося при температуре 200К. Количество вещества 2 моль.

324

Молярная внутренняя энергия U некоторого двухатомного газа равна 12,04 кДж. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

325

Молярная внутренняя энергия некоторого трехатомного газа равна 10,5кДж. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

327

Полная кинетическая энергия молекул многоатомного газа, масса которого 20г, Wk = 3,20кДж. Найти среднюю квадратичную скорость молекул этого газа

329

При какой температуре молекулы аргона имеют такую же среднюю квадратичную скорость, как молекулы гелия при температуре 100К ?

330

Определить среднюю кинетическую энергию одной молекулы водяного пара при 400К и среднюю кинетическую энергию вращательного движения. Энергию колебательного движения не учитывать

332

Вычислить удельные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме газа, зная, что его молярная масса 40г/моль, а коэффициент Пуассона 1,67

333

Плотность некоторого газа при нормальных условиях равна р = 1,25 кг/м3. Коэффициент Пуассона равен 1,4. Определить удельные теплоемкости cp и cv этого газа.

334

Определить коэффициент Пуассона для газовой смеси, состоящей из водорода массой 4г и аммиака массой 8,5г

335

Коэффициент Пуассона смеси 1,35. Смесь состоит из нескольких молей азота и 5 молей аммиака. Определить число молей азота в смеси

336

Рассчитать молярные и удельные теплоёмкости кислорода. Колебательные степени свободы не учитывать.

339

Определить молярную массу М двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность сp–cv удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг∙К).

340

Найти удельные Супр и Судv , а также молярные Cмр и Смv теплоемкости азота ( N2). Колебательные степени свободы не учитывать.

341

Азот массой 5кг, нагретый на 250К, сохранил неизменный объём. Найти:
1) изменение внутренней энергии;
2) совершённую газом работу;
3) количество теплоты, сообщаемое газу

342

Водород занимает объем 10 м3 при давлении 100кПа. Газ нагрели при постоянном объеме. Его давление стало 300кПа. Определить изменение внутренней энергии газа, работу, совершенную газом, и количество теплоты, сообщенное газу.

343

Баллон объемом V=20л содержит водород (H2) при температуре Т1=300К под давлением р1=400 кПа. Каковы будут температура Т2 и давление р2, если газу сообщить количество теплоты Q=6кДж

344

Кислород нагревается при постоянном давлении 80,0кПа. Его объём увеличивается от1,00 до 3,00м3. Определить изменение внутренней энергии кислорода, работу, совершённую газом при расширении, а также сообщённое количество теплоты. Найдите также молярную и удельную теплоёмкость при постоянном давлении.

345

Аммиак нагревается при постоянном давлении 50,0кПа. Его объём увеличивается от1,00л до 5,00л. Определить изменение внутренней энергии кислорода, работу, совершённую газом при расширении, а также сообщённое количество теплоты.

346

Азот (N2) массой m = 200г расширяется изотермически при температуре Т = 280К, причем объем газа увеличивается в два раза .Найти:1)совершенную при расширении газа работу А ; 2)изменение ∆U внутренней энергии ; 3)количество теплоты Ǫ, полученное газом.

347

При адиабатном сжатии кислорода массой m = 1 кг совершена работа А= 100 кДж. Определить конечную температуру Т2газа, если до сжатия кислород находился при температуре T1 = 300 К

348

Водород (Н2 ) при нормальных условиях имел объем V1=100м3. Найти изменение U внутренней энергии газа при его адиабатном расширении до объема V2=150м3.

351

Тепловую машину, работавшую по циклу Карно с КПД η = 20%, используют при тех же условиях как холодильную машину. Найти ее холодильный коэффициент ε

352

Какую работу совершают внешние силы в идеальной тепловой машине, работающей по обратному циклу Карно, чтобы отнять у холодильника, температура которого -10С, 100кДж теплоты. Температура окружающей среды 10С

353

Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, имеет температуру нагревателя 227 С, температуру холодильника 127 С. Во сколько раз нужно увеличить температуру нагревателя, чтобы КПД машины увеличился в 3 раза?

354

Двухатомный газ совершает прямой цикл Карно. Определить КПД цикла, если известно, что на каждый моль этого газа при его адиабатном сжатии затрачивается работа 2 кДж. Температура нагревателя 127С.

355

Двухатомный газ совершает обратный цикл Карно. Определить холодильный коэффициент цикла, если известно, что на каждый моль этого газа при его адиабатном сжатии затрачивается работа 1,8кДж. Температура окружающей среды 20С

356

Газ, совершающий цикл Карно, КПД которого 25%, при изотермическом расширении производит работу 240Дж. Какова работа, совершаемая рабочим телом при изотермическом сжатии?

357

Идеальный газ совершает цикл Карно, 2/3 количества теплоты Q , полученной от нагревателя, отдает охладителю. Температура охладителя T=280К. Определить температуру Tн нагревателя.

360

В цикле Карно газ получил от нагревателя теплоту 500Дж и совершил работу 100Дж. Температура нагревателя 400К. Определить температуру охладителя.

362

Идеальный двухатомный газ в количестве v=1 моль находится под давлением р1=100 кПа при температуре Т1=300К. Вначале газ изохорно нагревают до давления р2=200кПа. После этого газ изотермически расширился до начального давления и затем изобарно был сжат до начального объема V1. Построить график цикла в координатах р, V. Определить температуру Т газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии S на участке изотермического расширения.

363

Идеальный многоатомный газ, содержащий количество вещества 2 моль, совершает прямой цикл, состоящий из трёх изопроцессов. Начальная температура газа 280К, начальное давление 100кПа. Вначале изохорно давление газа увеличивают до 300кПа, а затем газ адиабатно расширяют до первоначального давления, после чего объём доводят до первоначального. Построить график цикла в координатах р,V . Определить температуры Т для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изохорного нагревания.

364

Идеальный двухатомный газ совершает прямой цикл, состоящий из изохоры, изотермы и изобары. Начальные параметры состояния: Т1 = 350К, р1 = 300кПа, V1 = 15л. При изохорном нагревании давление поднимается до р2 = 400кПа, а при изобарной расширении объём увеличивается в 2 раза. Построить график цикла в координатах p, V. Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического расширения

365

Идеальный одноатомный газ, содержащий количество вещества 0,1моль, совершает прямой цикл, состоящий из изохоры, изобары, а адиабаты и изобары. В начальном состоянии температура газа 250К, давление 150кПа. Температуру газа увеличивают изохорно на 100К, затем увеличивают изобарно ещё на 100К. После этого газ изобарно расширяется до начального давления, и изобарно возвращают в исходное состояние. Построить график цикла в координатах . Определить температуры газа для характерных точке цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изобарного сжатия

366

Кислород в количестве 16,0г совершает прямой цикл, состоящий из изотермы, изобары и адиабаты. В начальном состоянии газ занимает объём 10,0л при давлении 120кПа. Вначале давление газа изотермически уменьшается в 2 раза, затем путем изобарного сжатия и адиабатного сжатия газ возвращается в начальное состояние. Построить график цикла. Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического расширения

367

Идеальный многоатомный газ, содержащий количество вещества 2,00 моль совершает прямой цикл. В начальном состоянии газ занимает объём 20,0л при давлении 150кПа. Сначала объём газа изобарно увеличивается в 3 раза, а затем путем изохорного охлаждения и изотермического сжатия он возвращается в первоначальное состояние. Построить график цикла в координатах p, V. Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического сжатия.

368

Идеальный двухатомный газ в количестве v=0.1 моль совершает прямой цикл, состоящий из изобары, изохоры и адиабаты. В начальном состоянии газ занимает объем V1=4л при давлении р1=200 кПа. Газ изобарно нагревают на Т=150К, а затем изохорно охлаждают и, наконец, адиабатно сжимают до начального состояния. Построить график цикла в координатах p, V. Определить температуру Т газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии S на участке изобарного расширения.

369

Идеальный одноатомный газ в количестве 0,300 моль совершает прямой цикл, состоящий из изохоры, адиабаты и изотермы. В начальном состоянии газ занимает объём 3,00л при температуре 400К. Газ изохорно нагревают до давления 500кПа. Затем газ адиабатно расширяют до первоначальной температуры и изотермически сжимают до первоначального давления. Построить график цикла в координатах p, V . Определить температуру газа для характерных точек цикла, его термический КПД, а также изменение энтропии на участке изотермического сжатия